Cấy ghép ion là gì?

Cấy ghép ion có các ứng dụng trong một số ngành công nghiệp khác nhau, đáng chú ý nhất là trong việc tạo ra chất bán dẫn.Một cấy ghép ion là một ion của một nguyên tố cụ thể, được đặt trong vật liệu xung quanh của nó với mục đích thay đổi tính chất điện hoặc bề mặt của vật liệu.Một số yếu tố phổ biến có thể được sử dụng trong cấy ion là phốt pho, asen, boron và nitơ. Khoa học về cấy ghép ion đã được biết đến từ những năm 1950, nhưng không được sử dụng rộng rãi cho đến những năm 1970.Một máy được gọi là bộ tách khối

được sử dụng để cấy các ion trong vật liệu đích của chúng, được gọi là chất nền cho mục đích khoa học.Trong một thiết lập điển hình, các ion được tạo ra tại một điểm nguồn và sau đó tăng tốc về phía nam châm tách, tập trung hiệu quả và nhắm các ion về đích của chúng.Các ion bao gồm các nguyên tử hoặc phân tử có một số electron cao hơn hoặc thấp hơn bình thường, làm cho chúng hoạt động hóa học hơn. Khi tiếp cận chất nền, các ion này va chạm với các nguyên tử và phân tử trước khi dừng lại.Các va chạm như vậy có thể liên quan đến nhân của nguyên tử hoặc một electron.Thiệt hại gây ra bởi các va chạm này làm thay đổi các tính chất điện của chất nền.Trong nhiều trường hợp, cấy ghép ion ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của cơ chất. Một kỹ thuật gọi là

doping

là mục đích chính để sử dụng cấy ghép ion.Điều này thường được thực hiện trong việc sản xuất các mạch tích hợp, và thực sự, các mạch hiện đại giống như trong máy tính không thể được thực hiện với cấy ghép ion.Doping về cơ bản là một tên khác cho cấy ghép ion áp dụng cụ thể cho sản xuất mạch.Doping yêu cầu các ion được tạo ra từ một loại khí rất tinh khiết, đôi khi có thể nguy hiểm.Bởi vì điều này, có nhiều giao thức an toàn chi phối quá trình pha tạp silicon.Các hạt của khí được tăng tốc và lái về phía chất nền silicon trong một thiết bị phân tách khối tự động.Tự động hóa làm giảm các vấn đề an toàn và một số mạch mỗi phút có thể được pha tạp theo cách này. Cấy ghép ion cũng có thể được sử dụng trong việc chế tạo các công cụ thép.Mục đích của cấy ghép ion trong trường hợp này là thay đổi tính chất bề mặt của thép, và làm cho nó có khả năng chống lại các vết nứt hơn.Sự thay đổi này được gây ra bởi sự nén nhẹ của bề mặt do cấy ghép.Sự thay đổi hóa học do cấy ghép ion mang lại cũng có thể bảo vệ chống ăn mòn.Kỹ thuật tương tự này được sử dụng để thiết kế các thiết bị chân giả như khớp nhân tạo, cung cấp cho chúng các thuộc tính tương tự.