Introduzione

Si tratta di un metodo di drogaggio in cui il precursore del drogante è in forma liquida e il materiale da drogare viene immerso nella soluzione. La molecola contenente il drogante si deposita sulla superficie del materiale formando un monostrato auto-assemblato, cioè ordinato e compatto. Con un successivo trattamento termico, si ha la decomposizione della molecola e la diffusione del drogante.

Caratteristiche Tecniche

Nella transizione da dispositivi planari a device con architetture non piane e nanometriche, il drogaggio controllato su scala nm sta diventando sempre più una sfida, in quanto i metodi di drogaggio standard presentano numerose limitazioni (i.e. incapacità di realizzare giunzioni profonde pochi nm, difficoltà di ottenimento della conformalità, distribuzione spaziale stocastica dello ione impiantato, gravi danni ai cristalli, impiego materiali o apparecchiature costosi e pericolosi, formazione di contaminanti, ecc.).
Il brevetto riguarda un drogaggio innovativo per semiconduttori, basato sull’uso di soluzioni liquide come precursori del drogante, che si depositano sul materiale formando un monostrato auto-ordinato e conforme alle superfici, planari o strutturate. Finora il molecular doping (MD) è stato usato con precursori di molecole organiche, che rilasciano nel semiconduttore anche il carbonio costituente la molecola, che ne deteriora l’efficienza (fungendo da trappola per i portatori di carica).

Nella presente invenzione, è stato proposto per la prima volta l’utilizzo degli acidi fosforico e borico come precursori del drogante. Essi non contengono carbonio e presentano un ingombro sterico inferiore alle precedenti molecole organiche, consentendo così una densità superficiale predeterminata molto superiore. Il nostro metodo è ripetibile e le dosi di portatori attivi sono dell’ordine di 10¹⁵ cm^-2.

Possibili Applicazioni

Tutte le applicazioni dove è previsto l’uso di semiconduttori drogati e di giunzioni metallurgiche:

• • Microelettronica;
  • Nanoelettronica;
  • Sensoristica;
  • Fotovoltaico.

Vantaggi

• Consente drogaggi conformi;
• Non danneggia il reticolo;
• Le molecole si auto-ordinano sul materiale con caratteristiche pre-determinate;
• Evita l’utilizzo di attrezzature costose e materiali dannosi per l’uomo e per l’ambiente;
• Annulla la presenza di impurezze non volute come il carbonio.