การฝังไอออนคืออะไร

การฝังไอออนมีการใช้งานในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ อิออน implant เป็นไอออนขององค์ประกอบเฉพาะวางไว้ในวัสดุโดยรอบเพื่อวัตถุประสงค์ในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้าหรือพื้นผิวของวัสดุ องค์ประกอบทั่วไปบางอย่างที่สามารถใช้ในการฝังไอออนคือฟอสฟอรัสสารหนูโบรอนและไนโตรเจน

วิทยาศาสตร์ของการฝังไอออนได้รับการรู้จักกันมาตั้งแต่ปี 1950 แต่ไม่ได้ใช้งานอย่างกว้างขวางจนถึงปี 1970 เครื่องที่เรียกว่า ตัวคั่นมวล ใช้เพื่อฝังไอออนในวัสดุปลายทางซึ่งเรียกว่า "สารตั้งต้น" เพื่อจุดประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ ในการตั้งค่าทั่วไปไอออนจะถูกสร้างขึ้นที่จุดกำเนิดจากนั้นเร่งไปยังแม่เหล็กแยกซึ่งจะมุ่งเน้นและมุ่งไปที่ไอออนที่ไปยังจุดหมายปลายทาง ไอออนประกอบด้วยอะตอมหรือโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งซึ่งสูงหรือต่ำกว่าปกติทำให้พวกมันทำงานทางเคมีมากขึ้น

เมื่อไปถึงพื้นผิวไอออนเหล่านี้จะชนกับอะตอมและโมเลกุลก่อนที่จะหยุด การชนดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องกับนิวเคลียสของอะตอมหรืออิเล็กตรอน ความเสียหายที่เกิดจากการชนเหล่านี้จะเปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสารตั้งต้น ในหลายกรณีการฝังไอออนส่งผลกระทบต่อความสามารถของวัสดุพิมพ์ในการนำกระแสไฟฟ้า

เทคนิคที่เรียกว่าการ เติมสารเคมี เป็นจุดประสงค์หลักสำหรับการใช้การฝังไอออน นี่เป็นเรื่องปกติที่เกิดขึ้นในการผลิตวงจรรวมและที่จริงแล้ววงจรที่ทันสมัยเช่นเดียวกับที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำได้ด้วยการฝังไอออน การใช้ยาสลบนั้นเป็นอีกชื่อหนึ่งของการฝังไอออนที่ใช้กับการผลิตวงจรโดยเฉพาะ

การเติมต้องใช้ไอออนที่ผลิตจากก๊าซบริสุทธิ์มากซึ่งบางครั้งอาจเป็นอันตราย ด้วยเหตุนี้จึงมีโปรโตคอลความปลอดภัยมากมายที่ควบคุมกระบวนการของการเติมเวเฟอร์ซิลิคอน อนุภาคของก๊าซจะถูกเร่งและนำไปสู่สารตั้งต้นซิลิคอนในเครื่องแยกมวลอัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติช่วยลดปัญหาด้านความปลอดภัยและวงจรหลายต่อนาทีสามารถเจือด้วยวิธีนี้

การฝังไอออนสามารถใช้ในการทำเครื่องมือเหล็กได้ วัตถุประสงค์ของการฝังไอออนในกรณีนี้คือการเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของเหล็กและทำให้ทนต่อการแตกร้าว การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดจากการบีบอัดของพื้นผิวเล็กน้อยเนื่องจากการฝัง การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดจากการฝังอิออนยังสามารถป้องกันการกัดกร่อน เทคนิคเดียวกันนี้ใช้ในการผลิตอุปกรณ์เทียมเช่นข้อต่อเทียมทำให้มีคุณสมบัติคล้ายกัน