Diferența dintre difuzie și implantarea ionilor
Share
Difuzie vs implantare ionică
Diferența dintre difuzie și implantarea ionilor poate fi înțeleasă odată ce ați înțeles ce este difuzia și implantarea ionilor. În primul rând, trebuie menționat că difuzia și implantarea ionilor sunt doi termeni legați de semiconductori. Acestea sunt tehnicile folosite pentru introducerea atomilor dopanti în semiconductori. Acest articol este despre cele două procese, diferențele majore, avantajele și dezavantajele acestora.
Ce este difuzia?
Difuzia este una dintre principalele tehnici utilizate pentru a introduce impuritățile în semiconductori. Această metodă ia în considerare mișcarea dopantului la scară atomică și, în esență, procesul se produce ca urmare a gradientului de concentrație. Procesul de difuzie se realizează în sistemele numite "cuptoare de difuzie“. Este destul de scump și foarte precis.
Sunt trei surse principale de dopanți: gaze, lichide și solide și surse de gaze sunt cele mai utilizate în această tehnică (surse fiabile și convenabile: BF3, PH3, Frasin3). În acest proces, gazul sursă reacționează cu oxigenul pe suprafața plachetei rezultând un oxid dopant. Apoi, difuzează în Silicon, formând o concentrație uniformă de dopant pe suprafață. Surse lichide sunt disponibile în două forme: bubblers și spin on dopant. Bubblerii transformă lichidul într-o vapori pentru a reacționa cu oxigenul și apoi pentru a forma un oxid dopant pe suprafața plachetei. Spinarea dopantilor este o soluție de uscare formată din SiO dopată2 straturi. Surse solide includ două forme: formă de tabletă sau granulată și formă de disc sau de oală. Discurile de nitru bor (BN) sunt cea mai frecvent utilizată sursă solidă care poate fi oxidată la 750 - 1100 0C.
Difuzarea simplă a unei substanțe (albastru) datorată unui gradient de concentrație dintr-o membrană semipermeabilă (roz).
Ce este Ion Implantation?
Implantarea cu ioni este o altă tehnică de introducere a impurităților (dopantilor) la semiconductori. Este o tehnică cu temperatură scăzută. Aceasta este considerată o alternativă la difuzia la temperaturi ridicate pentru introducerea dopantilor. În acest proces, un fascicul de ioni puternic energetici se îndreaptă spre semiconductorul țintă. Coliziunea ionilor cu atomii de zăbrele are ca rezultat distorsionarea structurii cristalului. Următorul pas este recoacerea, care este urmată pentru a remedia problema de denaturare.
Unele avantaje ale tehnicii de implantare a ionilor includ controlul precis al profilului de adâncime și a dozajului, mai puțin sensibile la procedurile de curățare a suprafeței și are o selecție largă de materiale de mască, cum ar fi fotorezist, poli-Si, oxizi și metal.
Care este diferența dintre difuzie și implantare ionică?
• În difuzie, particulele sunt răspândite prin mișcare aleatorie din regiunile de concentrare superioare în regiunile cu concentrație mai mică. Implantarea ionului implică bombardarea substratului cu ioni, accelerând la viteze mai mari.
• avantaje: Difuzia nu creează daune și este posibilă și fabricarea loturilor. Implantarea ionilor este un proces cu temperaturi scăzute. Acesta vă permite să controlați doza exactă și adâncimea. Implantarea ionului este posibilă și prin straturile subțiri de oxizi și nitruri. De asemenea, include scurte timpi de proces.
• Dezavantaje: Difuzia este limitată la solubilitatea solidă și este un proces cu temperatură ridicată. Amestecurile mici și dozările reduse sunt dificile pentru procesul de difuzie. Implantarea ionului implică un cost adițional pentru procesul de recoacere.
• Difuzia are profil dopant izotrop, în timp ce implantarea ionilor are un profil dopant anizotrop.
Rezumat:
Implantarea ionilor vs difuzia
Difuzia și implantarea ionilor sunt două metode de introducere a impurităților pe semiconductori (Silicon - Si) pentru a controla tipul majoritar al suportului și rezistivitatea straturilor. În difuzie, atomii dopanti se deplasează de la suprafață la siliciu prin intermediul gradientului de concentrație. Este prin intermediul mecanismelor de difuzie substitutivă sau interstițială. În implantarea ionilor, atomii dopanti sunt adăugați forțat în Silicon prin injectarea unui fascicul de ioni energetici. Difuzia este un proces cu temperaturi ridicate, în timp ce implantarea ionilor este un proces cu temperatură scăzută. Concentrația dopantului și adâncimea joncțiunii pot fi controlate în implantarea ionilor, dar nu pot fi controlate în procesul de difuzie. Difuzia are un profil izotropic de dopant, în timp ce implantarea ionilor are un profil dopant anizotrop.
Imagini Amabilitate:
