En diffusionsugn avser den ugn som används för att introducera dopämnen i halvledarnas yta för att skapa anslutningar. Denna värmebehandlingsanordning har ett cylindriskt värmeutrymme som kan placeras antingen horisontellt eller vertikalt. De lika långt liggande ytornas utmärkta termiska likformighet gör det möjligt att hantera cirkulära arbetsstycken. För att upprätthålla strikt atmosfärisk kontroll under hela operationen kan de även arbeta under partiella vakuumförhållanden. Detta är viktigt för att säkerställa att ångfasen kan diffundera in i halvledaren i fast tillstånd under ideala förhållanden utan att tillsätta oönskade föroreningar.
Vad är tillämpningen av en diffusionsugn?
Enklare uttryckt används rörugnar, så kallade diffusionsugnar, vid tillverkning av elektroniska komponenter . De används för att producera implanterade halvledarkomponenter genom att dopa föroreningar i högrena kiselskivor. Höga nivåer av mätprecision och kontrollstabilitet krävs för denna process eftersom den sker vid så höga temperaturer.
Majoriteten av diffusionsugnar inkluderar tre värmezoner och ett fåtal gasflödeskontrollkretsar . Vissa operationer utförs också i vakuum. Diffusionsugnar är uppställda i Stacks, vilket bara är ett fint sätt att säga att de är staplade ovanpå varandra. Varje brännare i en stapel, som vanligtvis har 4 eller 5, behöver sin egen temperaturregulator med tre slingor.
Måste läsas: Vad är kristallint kisel?
Vad är dopanter och halvledare?
I en diffusionsugn värms en halvledarskiva upp till en exakt temperatur och exponeras sedan för ångfasen, en rörelse av gasformiga molekyler. Dopning är den mekanism genom vilken denna fas diffunderar in i det fasta substratet på atomnivå.
Kisel (S), en halvledare, uppvisar ovanliga elektroniska egenskaper som hamnar någonstans mellan en isolator och en ledare. Dopämnen tillsätts för att modifiera dessa elektroniska egenskaper och göra dem idealiska för produktion av halvledarkomponenter. Som ett resultat av deras diffusion in i kristallgittret och efterföljande immobilisering i atomstrukturen kan de producera ett överflöd eller en brist på elektroner eller elektronhål. Det är detta som förändrar den halvledande waferns permeabilitet.
För att öka antalet fria elektroner i skivans atomstruktur och producera det som kallas en n-typ halvledare används ofta element som fosfor (P). Gallium (Ga), å andra sidan, kan användas för att lägga till en elektronacceptor, vilket genererar ytterligare elektronhålsenerginivåer. En n-typ halvledare är detta.
Både de kemiska omvandlingar som för närvarande används och undersöks som dopningsmedel för intrinsiska halvledare och de funktionella skillnaderna mellan n- och p-typ halvledare är omfattande.
Rekommenderas: Vad är en amorf halvledare?
