Hvad er et ionimplantat?

Ionimplantation har anvendelser i flere forskellige brancher, især i fremstillingen af halvledere.Et ionimplantat er en ion af et bestemt element, der er placeret i dets omgivende materiale med det formål at ændre materialets elektriske eller overfladeegenskaber.Nogle almindelige elementer, der kan bruges til ionimplantation, er fosfor, arsen, bor og nitrogen.

Videnskaben om ionimplantation er blevet kendt siden 1950'erne, men var ikke i bred anvendelse indtil 1970'erne.En maskine kaldet A Masseseparator bruges til at implanterer ioner i deres destinationsmateriale, der kaldes underlaget til videnskabelige formål.I en typisk opsætning produceres ioner på et kildepunkt og accelereres derefter mod en separationsmagnet, som effektivt koncentrerer sig og sigter mod ioner mod deres destination.Ionerne består af atomer eller molekyler med et antal elektroner, som er højere eller lavere end normalt, hvilket gør dem mere kemisk aktive.

Når de når underlaget, kolliderer disse ioner med atomer og molekyler, før de stopper.Sådanne kollisioner kan involvere atomets kerne eller et elektron.Skaden forårsaget af disse kollisioner ændrer de elektriske egenskaber ved underlaget.I mange tilfælde påvirker ionimplantatet underlagets evne til at udføre elektricitet.

En teknik kaldet Doping er det primære formål med at bruge et ionimplantat.Dette gøres ofte i produktionen af integrerede kredsløb, og faktisk kunne moderne kredsløb som dem i computere ikke fremstilles uden ionimplantation.Doping er dybest set et andet navn til ionimplantation, der specifikt gælder for kredsløbsproduktion.

Doping kræver, at ionerne produceres fra en meget ren gas, som undertiden kan være farlig.På grund af dette er der mange sikkerhedsprotokoller, der styrer processen med at doping siliciumskiver.Partikler af gassen accelereres og styres mod siliciumsubstratet i en automatiseret masseseparator.Automation reducerer sikkerhedsproblemer, og flere kredsløb pr. Minut kan dopes på denne måde.

Ionimplantation kan også bruges til fremstilling af stålværktøjer.Formålet med et ionimplantat i dette tilfælde er at ændre stålets overfladeegenskaber og gøre det mere modstandsdygtigt over for revner.Denne ændring er forårsaget af en lille komprimering af overfladen på grund af implantation.Den kemiske ændring, der er skabt af ionimplantatet, kan også beskytte sig mod korrosion.Denne samme teknik bruges til at konstruere protetiske enheder såsom kunstige samlinger, hvilket giver dem lignende egenskaber.