ionimplantatsioon

Ionimplantatsioon on materjalide omaduste kontrollimise ja muutmise tehnika, kus ioonid kiirendatakse ja süstitakse sihtmaterjali läbi selle kristallvõre avade. Protsess toimub vaakumkambrites ning hõlmab iooni allika, massi-analüüsi, kiirendamist ja suunamist sihtmärgile. Valitud ioonitüübi ja energiaga saavutatakse soovitud sügavus- ja kontsentratsiooniprofiil.

Implantatsioon tekitab kristallvõres defekte ning dopantide aktiveerimiseks ja võre taastamiseks kasutatakse annealimist (soojusprotsess). See korrastab kahjustusi ja fikseerib dopantide asukohad.

Kõige sagedamini kasutatavad dopandid on boor (p-tüüpi Si) ning fosfor ja arseen (n-tüüpi Si). Lisaks kasutatakse erinevaid ioone ja materjale, sealhulgas teisi pooljuhte, metalle ja isolaatoreid, sõltuvalt rakendusest.

Tavapärased rakendused hõlmavad pooljuhtide mikroelektronikat: transistoride ja dioodide dopimine, mis võimaldab kontrollida elektrilisi omadusi. Ionimplantatsioon sobib ka pindade modifitseerimiseks, märgistamiseks ning kõvaduse ja kiirguskindluse parandamiseks.

Ajalugu ja omadused: tehnika arendati 1950.–1960. aastatel ning on tänapäeval pooljuhtide tootmise standardmenetlus. Eelistena on täpne dopantide profiil ja madal termiline koormus tootele võrreldes difusiooniga, kuid piirangutena esinevad võrefahlectedus, kanaliseerumine ning kõrged seadmekulud.