Dotování

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek je o výrobě materiálů požadovaných vlastností (např. polovodičů) přidáním malého množství příměsí. O používání zakázaných látek ve sportu pojednává článek Doping.

Dotování je v materiálovém inženýrství vnesení nepatrného množství (řádově tisíciny až miliardtiny množství základní látky) příměsi do materiálu za účelem změny jeho vlastností. Postup se používá při výrobě polovodičů, kdy je čistý, obvykle krystalický, základní materiál dotován určitou, velmi specifickou příměsí, tvořenou obvykle atomy jiné látky. Tím se původně nevodivý materiál stane polovodivým. Kombinací různých typů polovodičů a polovodičů s různou úrovní dotace se vyrábějí polovodičové součástky.

Pro odlišení od významu „přidělení finančních prostředků“ a pod vlivem anglického slova doping se používá i slovo dopování.

Typy polovodičů[editovat | editovat zdroj]

Dotace krystalického materiálu způsobí bodové poruchy krystalové mřížky. Při výrobě polovodičů se nejčastěji uplatňuje substituce atomy z vedlejšího sloupce periodické tabulky než má základní materiál:

Znázornění poměrů v krystalové mřížce při substituci atomu křemíku atomem fosforu
Substituce atomu křemíku atomem hliníku

Pomalost polovodičů (např. při přechodu do uzavřeného stavu pn-diody) nebo spínací časy bipolárních spínacích tranzistorů jsou způsobeny téměř výhradně relativně pomalým pohybem děr, které mají relativně dlouhou dobu života. Schottkyho diody, u nichž se při vedení proudu uplatňují pouze elektrony, jsou proto mnohonásobně rychlejší než pn-diody. Totéž platí pro tranzistory řízené polem typu n v porovnání s bipolárními tranzistory.

Metody dotování[editovat | editovat zdroj]

Při výrobě polovodičů se používají dvě metody dotování: difúze a iontová implantace.

Difúze[editovat | editovat zdroj]

Difúze se zpravidla skládá ze dvou kroků: nejdříve je vytvořena vrstva s vysokou koncentrací příměsi, která poté působením vysoké teploty difunduje do krystalové mřížky základního materiálu. Díky tomu je povrchová koncentrace nižší a koncentrace v materiálu vyšší. Důležitou roli zde hraje difuzní koeficient.

Iontová implantace[editovat | editovat zdroj]

Iontová implantace se provádí ve vakuu pomocí zdroje iontů, kterým bývá zpravidla speciální urychlovač částic, který částice urychlí elektrickým polem na rychlost více než 300 tisíc km/hodinu, a ionty s požadovanou hmotností vybere pomocí magnetického pole.[1] V případě nízkého urychlovacího napětí bez hmotnostního výběru mluvíme o vakuové depozici tenkých vrstev. Hloubka průniku závisí na implantovaném materiálu a velikosti iontů. Vhodnou volbou urychlovacího napětí lze měnit rychlost a tím i hloubku vniknutí.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Doteren na nizozemské Wikipedii.

  1. http://download.intel.com/pressroom/kits/chipmaking/Making_of_a_Chip.pdf (slide 6)

Související články[editovat | editovat zdroj]