ioniimplantoinnilla

Ioniimplantointi on materiaalitekniikassa ja puolijohdeteollisuudessa käytetty menetelmä, jossa kohdeaineeseen tuodaan tai muokataan ominaisuuksia ionien avulla. Menettely tapahtuu pääosin tyhjiötilassa: ionilähteestä kilogrammainen määrä ioneja kiihdytetään korkealla energiatasolla ja suuntautuu kohteen pintaan. Implantoitujen ionien määrä määritellään dose-arvolla (ionien määrä per pinta-ala) ja niiden tunkeutumis syvyys riippuu kiihdytysenergian sekä lämpötilan vaikutuksesta. Implantoinnin aiheuttama tilallinen vahinko lattialle pyritään usein korjaamaan lopullisella lämpökäsittelyllä, jolloin dopantit aktivoituvat ja järjestys palautuu.

Käyttökohteet ovat moninaiset. Puolijohdinteollisuudessa ionimplantointi mahdollistaa tarkat doppausprofiilit piihin (esim. boori, fosfori, arseeni) transistorien ja diodien valmistuksessa. Sen lisäksi sitä käytetään metallien, lasin ja polymerien pintamuokkauksiin, esimerkiksi kovuuden, kulutuskestävyyden, korroosionkeston sekä optisten ominaisuuksien muokkaamiseen. Myös tavallisia sovelluksia ovat ohutkalvoprofiilien ja RTN- tai valokuidun rakenteiden hiominen ja muokkaus.

Etuja ovat korkea doppausvaihtelujen hallittavuus, mahdollisuus paikallisiin profiloihin ja alhainen kontaminaatio verrattuna joihinkin muihin doppausmenetelmiin. Rajoitteita ovat latticevauriot, kanavointi-ilmiöt ja kustannukset sekä tarve tarkalle lämpötiloille ja nopeille lämpökäsittelyille aktiivisuuden varmistamiseksi. Ioniimplantointi on keskeinen työkalu nykyaikaisessa materiaalien ja elektronisten laitteiden valmistuksessa.