Cos'è un impianto ionico?

L'impianto di ioni ha applicazioni in diversi settori, in particolare nella realizzazione di semiconduttori.Un impianto ionico è uno ione di un particolare elemento, posto nel materiale circostante allo scopo di modificare le proprietà elettriche o superficiali del materiale.Alcuni elementi comuni che possono essere usati nell'impianto ionico sono fosforo, arsenico, boro e azoto.

La scienza dell'impianto ionico è nota dagli anni '50, ma non era in ampio uso fino agli anni '70.Una macchina chiamata

separatore di massa viene utilizzata per impiantare gli ioni nel loro materiale di destinazione, che è chiamato substrato per scopi scientifici.In una configurazione tipica, gli ioni vengono prodotti in un punto di origine e quindi accelerati verso un magnete di separazione, che concentra efficacemente e punta gli ioni verso la loro destinazione.Gli ioni sono costituiti da atomi o molecole con un numero di elettroni che sono più alti o più bassi del solito, rendendoli più attivi chimicamente.

Al raggiungimento del substrato, questi ioni si scontrano con atomi e molecole prima di fermarsi.Tali collisioni possono coinvolgere il nucleo dell'atomo o di un elettrone.Il danno causato da queste collisioni modifica le proprietà elettriche del substrato.In molti casi, l'impianto ionico influisce sulla capacità del substrato di condurre elettricità.

Una tecnica chiamata

DOPING è lo scopo principale per l'uso di un impianto ionico.Ciò è comunemente fatto nella produzione di circuiti integrati e, in effetti, i circuiti moderni come quelli dei computer non potevano essere realizzati senza impianto ionico.Il doping è fondamentalmente un altro nome per l'impianto di ioni che si applica specificamente alla produzione di circuiti.

Il doping richiede che gli ioni siano prodotti da un gas molto puro, che a volte può essere pericoloso.Per questo motivo, ci sono molti protocolli di sicurezza che regolano il processo di doping wafer di silicio.Le particelle del gas sono accelerate e guidate verso il substrato di silicio in un separatore di massa automatizzato.L'automazione riduce i problemi di sicurezza e diversi circuiti al minuto possono essere drogati in questo modo. L'impianto di ioni può anche essere utilizzato nella realizzazione di strumenti di acciaio.Lo scopo di un impianto ionico in questo caso è quello di modificare le proprietà di superficie dell'acciaio e renderlo più resistente alle fessure.Questo cambiamento è causato da una leggera compressione della superficie dovuta all'impianto.Il cambiamento chimico provocato dall'impianto ionico può anche proteggersi dalla corrosione.Questa stessa tecnica viene utilizzata per progettare dispositivi protesici come giunti artificiali, dando loro proprietà simili.