Hva er en Ionimplantat?
Ionimplantasjon har applikasjoner i flere forskjellige bransjer, særlig når det gjelder fremstilling av halvledere. Et ionimplantat er et ion av et bestemt element, plassert i det omgivende materiale med det formål å endre de elektriske eller overflateegenskapene til materialet. Noen vanlige elementer som kan brukes i ionimplantasjon er fosfor, arsen, bor og nitrogen.
Vitenskapen om ionimplantasjon har vært kjent siden 1950-tallet, men var ikke i vidt bruk før på 1970-tallet. En maskin som kalles en masseseparator brukes til å implantere ioner i deres destinasjonsmateriale, som kalles "underlaget" for vitenskapelige formål. I et typisk oppsett produseres ioner ved et kildepunkt og akselereres deretter mot en separasjonsmagnet, som effektivt konsentrerer og sikter ionene mot deres destinasjon. Ionene består av atomer eller molekyler med et antall elektroner som er høyere eller lavere enn vanlig, noe som gjør dem mer kjemisk aktive.
Når de når substratet, kolliderer disse ionene med atomer og molekyler før de stopper. Slike kollisjoner kan involvere atomkjernen eller et elektron. Skadene forårsaket av disse kollisjonene endrer de elektriske egenskapene til underlaget. I mange tilfeller påvirker ionimplantatet underlagets evne til å lede strøm.
En teknikk som kalles doping er det primære formålet for bruk av et ionimplantat. Dette gjøres ofte i produksjonen av integrerte kretsløp, og moderne kretsløp som datamaskiner kunne faktisk ikke produseres uten ionimplantasjon. Doping er i utgangspunktet et annet navn for ionimplantasjon som spesielt gjelder kretsproduksjon.
Doping krever at ionene blir produsert fra en veldig ren gass, som noen ganger kan være farlig. På grunn av dette er det mange sikkerhetsprotokoller som styrer prosessen med å dope silisiumskiver. Partikler av gassen akselereres og styres mot silisiumsubstratet i en automatisert masseseparator. Automatisering reduserer sikkerhetsproblemer, og flere kretsløp i minuttet kan dopes på denne måten.
Ionimplantasjon kan også brukes til å lage stålverktøy. Hensikten med et ionimplantat i dette tilfellet er å endre overflateegenskapene til stålet, og gjøre det mer motstandsdyktig mot sprekker. Denne endringen skyldes en svak komprimering av overflaten på grunn av implantasjon. Den kjemiske forandringen som ionimplantatet medfører, kan også beskytte mot korrosjon. Den samme teknikken brukes til å konstruere proteseanordninger som kunstige ledd, noe som gir dem lignende egenskaper.