Implantación iónica (I)

La implantación iónica es el método más moderno de introducir elementos de impurezas a la temperatura ambiente en obleas de silicio para la formación de uniones. Atomos de impureza ioni- zados (es decir, átomos a los que se han arrancado uno o más de sus electrones) son acelerados mediante el paso por una diferencia de potencial de decenas de miles de voltios hasta adquirir una energía elevada. Al final de sus recorridos, chocan contra la oblea
y se embuten a distintas profundidades, que dependen de su masa
y su energía. Como en la difusión tradicional, una capa de óxido modelada o un patrón de fotoprotección forman una máscara selectiva en la oblea frente a los iones.
Un sistema típico de implantación iónica consta de una fuente de iones (fuente de impurezas en estado gaseoso, por lo general en botellas miniatura), equipo de análisis, acelerador, lente de enfoque, trampa del haz neutro, cámara de proceso con escáner y sistema de vacío (que suele estar formado por tres conjuntos separados de bombas preliminares en serie y de difusión, de aceite). La corriente de electrones se genera a partir de un filamento calentado por resistencia, de la descarga de un arco o de un haz de electrones de cátodo frío.
Por lo general, después de realizado el implante en las obleas, se realiza un paso de cementación a alta temperatura (900 a
1.000 ºC) mediante el fortalecimiento con un haz de láser o cementación por impulsos con el haz de electrones de una fuente. El proceso de cementación ayuda a reparar el daño causado a la superficie exterior de la oblea implantada por el bombardeo con iones de impurezas.