イオンインプラントとは何ですか？

イオン注入は、いくつかの異なる産業、特に半導体の製造に応用されています。 イオン注入は、特定の元素のイオンであり、材料の電気特性または表面特性を変更する目的で周囲の材料に配置されます。 イオン注入で使用できる一般的な要素には、リン、ヒ素、ホウ素、窒素があります。

イオン注入の科学は1950年代から知られていますが、1970年代まで広く使用されていませんでした。 目的の物質にイオンを注入するために、 質量分離器と呼ばれる機械が使用されます。これは科学的な目的で「基板」と呼ばれます。 通常の設定では、イオンはソースポイントで生成され、分離マグネットに向かって加速されます。分離マグネットは、イオンを効果的に集中させて目的地に向けます。 イオンは、通常よりも多いまたは少ない数の電子を持つ原子または分子で構成され、化学的に活性が高くなります。

基板に到達すると、これらのイオンは原子や分子と衝突してから停止します。 このような衝突には、原子核または電子が含まれる場合があります。 これらの衝突によって引き起こされる損傷により、基板の電気特性が変化します。 多くの場合、イオン注入は基板の電気伝導能力に影響します。

イオン注入を使用する主な目的は、 ドーピングと呼ばれる技術です。 これは一般に集積回路の製造で行われ、実際、コンピューターのような最新の回路はイオン注入なしでは作成できませんでした。 ドーピングは基本的にイオン注入の別名であり、特に回路製造に適用されます。

ドーピングには、非常に純粋なガスからイオンを生成する必要がありますが、これは危険な場合があります。 このため、シリコンウェーハのドーピングプロセスを管理する多くの安全プロトコルがあります。 ガスの粒子は、自動化された質量分離器で加速され、シリコン基板に向けられます。 自動化により安全性の問題が軽減され、この方法で1分あたりいくつかの回路をドープできます。

イオン注入は、スチール製ツールの作成にも使用できます。 この場合のイオン注入の目的は、鋼の表面特性を変更し、亀裂に対する耐性を高めることです。 この変化は、注入による表面のわずかな圧縮によって引き起こされます。 イオン注入によってもたらされる化学変化は、腐食を防ぐこともできます。 これと同じ手法を使用して、人工関節などの人工装具を設計し、同様の特性を付与します。