Vad är ett jonimplantat?

Jonimplantation har tillämpningar i flera olika branscher, särskilt när det gäller halvledare.Ett jonimplantat är en jon av ett visst element, placerat i sitt omgivande material i syfte att ändra materialets elektriska eller ytegenskaper.Vissa vanliga element som kan användas i jonimplantation är fosfor, arsenik, bor och kväve.

Vetenskapen om jonimplantation har varit känd sedan 1950 -talet, men var inte i stor användning förrän på 1970 -talet.En maskin som kallas en massavskiljare används för att implantera joner i sitt destinationsmaterial, som kallas underlaget för vetenskapliga ändamål.I en typisk installation produceras joner vid en källpunkt och accelereras sedan mot en separationsmagnet, som effektivt koncentrerar och riktar jonerna mot deras destination.Jonerna består av atomer eller molekyler med ett antal elektroner som är högre eller lägre än vanligt, vilket gör dem mer kemiskt aktiva.

När de når underlaget kolliderar dessa joner med atomer och molekyler innan de stoppar.Sådana kollisioner kan involvera kärnan i atomen eller en elektron.Skadorna som orsakas av dessa kollisioner förändrar underlagets elektriska egenskaper.I många fall påverkar jonimplantatet substratets förmåga att utföra elektricitet.

En teknik som kallas doping är det primära syftet för att använda ett jonimplantat.Detta görs vanligtvis i produktionen av integrerade kretsar, och faktiskt kunde moderna kretsar som de i datorer inte göras utan implantation av jon.Doping är i princip ett annat namn för jonimplantation som specifikt gäller för kretstillverkning.

Doping kräver att jonerna produceras från en mycket ren gas, som ibland kan vara farlig.På grund av detta finns det många säkerhetsprotokoll som reglerar processen med dopning av kiselskivor.Gaspartiklar accelereras och styrs mot kiselsubstratet i en automatiserad massavskiljare.Automation minskar säkerhetsproblemen, och flera kretsar per minut kan dopas på detta sätt.

Jonimplantation kan också användas för att tillverka stålverktyg.Syftet med ett jonimplantat i detta fall är att ändra stålets ytegenskaper och göra det mer resistent mot sprickor.Denna förändring orsakas av en liten komprimering av ytan på grund av implantation.Den kemiska förändringen som åstadkommit av jonimplantatet kan också skydda mot korrosion.Samma teknik används för att konstruera protesanordningar som konstgjorda leder, vilket ger dem liknande egenskaper.