Wat is een ionenimplantaat?

Ionimplantatie heeft toepassingen in verschillende industrieën, met name bij het maken van halfgeleiders.Een ionenimplantaat is een ion van een bepaald element, geplaatst in zijn omliggende materiaal om de elektrische of oppervlakte -eigenschappen van het materiaal te veranderen.Enkele veel voorkomende elementen die kunnen worden gebruikt bij ionenimplantatie zijn fosfor, arseen, boor en stikstof.

De wetenschap van ionenimplantatie is sinds de jaren 1950 bekend, maar was pas in de jaren 1970 in breed gebruik.Een machine genaamd een massaalscheider wordt gebruikt om ionen in hun bestemmingsmateriaal te implanteren, dat voor wetenschappelijke doeleinden het substraat wordt genoemd.In een typische opstelling worden ionen op een bronpunt geproduceerd en vervolgens versneld naar een scheidingsmagneet, die de ionen effectief concentreert en naar hun bestemming richt.De ionen bestaan uit atomen of moleculen met een aantal elektronen die hoger of lager zijn dan normaal, waardoor ze chemisch actiever zijn.

Bij het bereiken van het substraat botsen deze ionen met atomen en moleculen voordat ze tot stilstand komen.Dergelijke botsingen kunnen de kern van het atoom of een elektron omvatten.De schade veroorzaakt door deze botsingen verandert de elektrische eigenschappen van het substraat.In veel gevallen beïnvloedt het ionenimplantaat het vermogen van het substraat om elektriciteit uit te voeren.

Een techniek genaamd doping is het primaire doel voor het gebruik van een ionenimplantaat.Dit wordt vaak gedaan bij de productie van geïntegreerde circuits, en inderdaad, moderne circuits zoals die in computers konden niet worden gemaakt zonder ionenimplantatie.Doping is eigenlijk een andere naam voor ionenimplantatie die specifiek van toepassing is op de productie van circuit.

Doping vereist dat de ionen worden geproduceerd uit een zeer puur gas, dat soms gevaarlijk kan zijn.Daarom zijn er veel veiligheidsprotocollen die het proces van doping siliciumwafels regelen.Deeltjes van het gas worden versneld en naar het siliconensubstraat gestuurd in een geautomatiseerde massaflater.Automatisering vermindert de veiligheidsproblemen en verschillende circuits per minuut kunnen op deze manier worden gedoteerd.

Ionimplantatie kan ook worden gebruikt bij het maken van stalen gereedschappen.Het doel van een ionenimplantaat in dit geval is om de oppervlakte -eigenschappen van het staal te veranderen en het beter bestand te maken tegen scheuren.Deze verandering wordt veroorzaakt door een lichte compressie van het oppervlak als gevolg van implantatie.De chemische verandering die wordt veroorzaakt door het ionenimplantaat kan ook waken tegen corrosie.Deze zelfde techniek wordt gebruikt om prothetische apparaten zoals kunstmatige gewrichten te ontwikkelen, waardoor ze vergelijkbare eigenschappen krijgen.