Diferența dintre implantarea ionilor și difuzia
Share
Diferența principală - implantarea ionică în difuzie
Termenii implantare și difuzie de ioni sunt legați de semiconductori. Acestea sunt două procese implicate în producția de semiconductori. Implantarea ionilor este un proces fundamental folosit pentru a face microcipurile. Este un proces cu temperaturi joase care include accelerarea ionilor unui element particular spre o țintă, modificând proprietățile chimice și fizice ale țintei. Difuzia poate fi definită ca mișcarea impurităților din interiorul unei substanțe. Este principala tehnică folosită pentru a introduce impuritățile în semiconductori. Principala diferență între implantarea ionilor și difuzia este aceea implantarea ionilor este izotropică și foarte direcțională, în timp ce difuzia este izotropă și implică difuzia laterală.
Domenii cheie acoperite
1. Ce este Ion Implantation
- Definiție, teorie, tehnică, avantaje
2. Ce este difuzia
- Definiție, proces
3. Care este diferența dintre implantarea ionilor și difuzia
- Compararea diferențelor cheie
Termeni cheie: atom, difuzie, dopant, doping, ion, implantare ion, semiconductor
Ce este Ion Implantation
Implantarea ionului este un proces cu temperaturi scăzute, folosit pentru a schimba proprietățile chimice și fizice ale unui material. Acest proces implică accelerarea ionilor unui anumit element spre o țintă care să modifice proprietățile chimice și fizice ale țintei. Această tehnică este folosită în principal în fabricarea dispozitivelor semiconductoare.
Accelerați ioni pot modifica compoziția țintei (dacă acești ioni se opresc și rămân în țintă). Schimbările fizice și chimice ale țintei sunt rezultatul izbucnirii ionilor la o energie înaltă.
Ion Tehnica de implantare
Echipamentul pentru implantarea ionilor ar trebui să conțină o sursă de ioni. Această sursă de ioni produce ioni ai elementului dorit. Un accelerator este utilizat pentru a accelera ionii la o energie înaltă prin mijloace electrostatice. Acești ioni lovi țintă, care este materialul care urmează să fie implantat. Fiecare ion este fie un atom, fie o moleculă. Cantitatea de ioni implantați pe țintă este cunoscută sub numele de doză. Cu toate acestea, deoarece curentul furnizat pentru implantare este mic, doza care poate fi implantată la o anumită perioadă de timp este de asemenea mică. Prin urmare, această tehnică este utilizată în cazul în care sunt necesare modificări chimice mai mici.
O aplicație majoră de implantare a ionilor este dopajul semiconductorilor. Dopajul este conceptul în care impuritățile sunt introduse într-un semiconductor pentru a modifica proprietățile electrice ale semiconductorului.
Figura 1: O mașină de implantare cu ioni
Avantajele tehnicii de implantare a ionilor
Avantajele implantării ionice includ controlul precis al dozei și profunzimii profilului / implantării. Este un proces cu temperaturi joase, deci nu este nevoie de echipamente rezistente la căldură. Alte avantaje includ o selecție largă de materiale de mascare (din care sunt produse ioni) și uniformitate uniformă a dozei laterale.
Ce este difuzia
Difuzia poate fi definită ca mișcarea impurităților din interiorul unei substanțe. Aici substanța este ceea ce noi numim un semiconductor. Această tehnică se bazează pe gradientul de concentrație al unei substanțe în mișcare. Prin urmare, este neintenționată. Dar, uneori, difuzarea este efectuată intenționat. Aceasta se desfășoară într-un sistem numit cuptor de difuzie.
Dopant este o substanță utilizată pentru a produce o caracteristică electrică dorită într-un semiconductor. Există trei forme principale de dopanți: gaze, lichide, solide. Cu toate acestea, dopantele gazoase sunt utilizate pe scară largă în tehnica de difuzie. Câteva exemple de surse de gaz sunt AsH3, PH3, și B2H6.
Procesul de difuzie
Există doi pași principali ai difuziei după cum urmează. Acești pași sunt utilizați pentru a crea zone dopate.
Pre-depunere (pentru controlul dozei)
În această etapă, atomii dopanti doriți sunt introduși în mod controlat la țintă din metode precum difuziile de fază gazoasă și difuziile de fază solidă.
Figura 2: Introducerea dopantului
Drive-in (pentru controlul profilului)
În această etapă, dopantele introduse sunt conduse mai adânc în substanță fără introducerea altor atomi dopanți.
Diferența dintre implantarea ionilor și difuzia
Definiție
Implantarea ionilor: Implantarea ionului este un proces cu temperaturi scăzute, folosit pentru a schimba proprietățile chimice și fizice ale unui material.
Diffusion: Difuzia poate fi definită ca mișcarea impurităților din interiorul unei substanțe.
Natura procesului
Implantarea ionilor: Implantarea ionilor este izotropică și foarte direcționată.
Diffusion: Difuzia este izotropă și include în principal difuzia laterală.
Cerință de temperatură
Implantarea ionilor: Implantarea ionilor se face la temperaturi scăzute.
Diffusion: Difuzia se face la temperaturi ridicate.
Controlul dopantului
Implantarea ionilor: Cantitatea de dopant poate fi controlată în implantarea ionilor.
Diffusion: Cantitatea de dopant nu poate fi controlată în difuzie.
Deteriora
Implantarea ionilor: Implantarea ionilor poate uneori să deterioreze suprafața țintă.
Diffusion: Difuzia nu afectează suprafața țintă.
Cost
Implantarea ionilor: Implantarea ionilor este mai scumpă deoarece necesită un echipament mai specific.
Diffusion: Difuzia este mai puțin costisitoare în comparație cu implantarea ionilor.
Concluzie
Implantarea și difuzia ionilor sunt două tehnici utilizate în producția de semiconductori cu alte materiale. Principala diferență între implantarea ionilor și difuzia este aceea că implantarea ionilor este izotropă și foarte direcțională, în timp ce difuzia este izotropă și există difuzie laterală.
Referinţă:
1. "Implantarea ionilor" Wikipedia, Fundația Wikimedia, 11 ianuarie 2018, disponibil aici.
2. Implantarea ionilor versus difuzia termică. JHAT, disponibil aici.
Datorită fotografiei:
1. "Mașină de implantare ionică la LAAS 0521" De Guillaume Paumier (utilizator: guillom) - Lucrare proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
2. "Fabricarea MOSFET - 1 - Difuzarea n-bine" Prin Inductiveload - Activitate proprie (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons
