Compreendendo a implantação iônica:definição e aplicações

A implantação iônica tem aplicações em diversas indústrias, principalmente na fabricação de semicondutores. Um implante iônico é um íon de um elemento específico, colocado em seu material circundante com a finalidade de alterar as propriedades elétricas ou de superfície do material. Alguns elementos comuns que podem ser usados ​​na implantação iônica são fósforo, arsênico, boro e nitrogênio.

A ciência da implantação iônica é conhecida desde a década de 1950, mas não foi amplamente utilizada até a década de 1970. Uma máquina chamadaseparador de massa é usado para implantar íons no material de destino, que é chamado de "substrato" para fins científicos. Em uma configuração típica, os íons são produzidos em um ponto de origem e depois acelerados em direção a um ímã de separação, que efetivamente concentra e direciona os íons em direção ao seu destino. Os íons consistem em átomos ou moléculas com um número de elétrons maior ou menor que o normal, tornando-os mais quimicamente ativos.

Ao atingir o substrato, esses íons colidem com átomos e moléculas antes de parar. Tais colisões podem envolver o núcleo do átomo ou um elétron. Os danos causados ​​por essas colisões alteram as propriedades elétricas do substrato. Em muitos casos, o implante iônico afeta a capacidade do substrato de conduzir eletricidade.

Uma técnica chamada doping é o objetivo principal do uso de um implante iônico. Isso é comumente feito na produção de circuitos integrados e, de fato, circuitos modernos como os dos computadores não poderiam ser feitos sem implantação iônica. Doping é basicamente outro nome para implantação iônica que se aplica especificamente à fabricação de circuitos.

A dopagem exige que os iões sejam produzidos a partir de um gás muito puro, o que por vezes pode ser perigoso. Por causa disso, existem muitos protocolos de segurança que regem o processo de dopagem de wafers de silício. As partículas do gás são aceleradas e direcionadas para o substrato de silício em um separador de massa automatizado. A automação reduz problemas de segurança e vários circuitos por minuto podem ser dopados dessa forma.

A implantação iônica também pode ser usada na fabricação de ferramentas de aço. O objetivo de um implante iônico, neste caso, é alterar as propriedades da superfície do aço e torná-lo mais resistente a trincas. Essa alteração é causada por uma leve compressão da superfície devido à implantação. A mudança química provocada pelo implante iônico também pode proteger contra a corrosão. Essa mesma técnica é usada para projetar dispositivos protéticos, como articulações artificiais, conferindo-lhes propriedades semelhantes.

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