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マテリアルの改質

改質により、マテリアルの特性は変わります。改質の手法には、加熱、冷却、イオン打ち込みと注入、化学処理といった、物理的プロセスが含まれます。これらのプロセスは、材料内の電子の流れに影響を与えるとともに、デバイス性能の向上と消費電力の改善をもたらします。

イオン注入は、「ドーピング」プロセスとも呼ばれ、高エネルギー注入により正確な量のターゲット材料を打ち込み、ウェーハの電気・材質の特性を操作します。例えば、ボロンやヒ素をシリコンに注入すると導電率が高まり、トランジスタやその他のデバイスがつくれるようになります。水素やフッ素など他の原子をシリコンに注入すると、欠陥トラップパッシベーションとなり、リーク電流を低減します。さらに、膜の特性を改質してエッチング速度を向上し、誘電率を変更するためにイオン注入を使用することもあります。

アニール処理は、シリコンのターゲット領域を加熱し、イオン注入後の対象材料のラティス構造を復元するだけでなく、加熱中に選択された化学物質に露出することで材料を改質します。プラズマ窒化処理は、正確な量の窒素、酸素、その他の原子を注入することで膜の誘電率を調整し、特定の用途に適したデバイスの作成を実現します。

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