Qu'est-ce qu'un implant ion?

L'implantation ionique a des applications dans plusieurs industries différentes, notamment dans la fabrication de semi-conducteurs.Un implant ionique est un ion d'un élément particulier, placé dans son matériau environnant dans le but de modifier les propriétés électriques ou de surface du matériau.Certains éléments courants qui peuvent être utilisés dans l'implantation d'ions sont le phosphore, l'arsenic, le bore et l'azote.

La science de l'implantation ionique est connue depuis les années 1950, mais n'a été largement utilisée que dans les années 1970.Une machine appelée

séparateur de masse est utilisée pour implanter les ions dans leur matériau de destination, qui est appelé le substrat à des fins scientifiques.Dans une configuration typique, les ions sont produits à un point source, puis accélérés vers un aimant de séparation, qui concentre efficacement et vise les ions vers leur destination.Les ions sont constitués d'atomes ou de molécules avec un certain nombre d'électrons qui sont plus élevés ou inférieurs à la d'habitude, ce qui les rend plus chimiquement actifs.

En atteignant le substrat, ces ions entrent en collision avec les atomes et les molécules avant de s'arrêter.Ces collisions peuvent impliquer le noyau de l'atome ou d'un électron.Les dommages causés par ces collisions modifient les propriétés électriques du substrat.Dans de nombreux cas, l’implant ionique affecte la capacité du substrat à conduire de l’électricité.

Une technique appelée

doping est le principal objectif pour utiliser un implant ionique.Cela se fait généralement dans la production de circuits intégrés, et en effet, des circuits modernes comme ceux des ordinateurs ne pouvaient pas être fabriqués sans implantation ionique.Le dopage est essentiellement un autre nom d'implantation ionique qui s'applique spécifiquement à la fabrication de circuits.

Le dopage nécessite que les ions soient produits à partir d'un gaz très pur, qui peut parfois être dangereux.Pour cette raison, il existe de nombreux protocoles de sécurité régissant le processus de dopage des tranches de silicium.Les particules du gaz sont accélérées et dirigées vers le substrat de silicium dans un séparateur de masse automatisé.L'automatisation réduit les problèmes de sécurité, et plusieurs circuits par minute peuvent être dopés de cette manière.

L'implantation d'ions peut également être utilisée pour fabriquer des outils en acier.Le but d'un implant ionique dans ce cas est de changer les propriétés de surface de l'acier et de le rendre plus résistant aux fissures.Ce changement est causé par une légère compression de la surface due à l'implantation.Le changement chimique provoqué par l'implant ion peut également se prémunir contre la corrosion.Cette même technique est utilisée pour concevoir des dispositifs prothétiques tels que les articulations artificielles, ce qui leur donne des propriétés similaires.