A diffúzió és az ionimplantáció közötti különbség

Diffúzió vs ionimplantáció
 

A diffúzió és az ionimplantáció közötti különbség akkor érthető, ha megérti, mi a diffúzió és az ionimplantáció. Mindenekelőtt meg kell említeni, hogy a diffúzió és az ionimplantáció két fogalom vonatkozik a félvezetőkre. Ezek azok a technikák, amelyek segítségével a dopáns atomokat bevezetik a félvezetőkbe. Ez a cikk a két folyamatról, azok főbb különbségeiről, előnyeiről és hátrányairól szól.

Mi az a diffúzió??

A diffúzió az egyik fő módszer a szennyeződések bevezetésére a félvezetőkbe. Ez a módszer figyelembe veszi az adalékanyag mozgását atomi méretekben, és alapvetően a folyamat a koncentráció-gradiens eredményeként történik. A diffúziós folyamatot „diffúziós kemencék”. Meglehetősen drága és nagyon pontos.

Vannak három fő forrás az ápolószerekről: gáznemű, folyékony és szilárd anyagok, valamint a gáznemű források ebben a technikában a legszélesebb körben alkalmazott (Megbízható és kényelmes források: BF₃, PH₃, Hamu₃). Ebben a folyamatban a forrásgáz az ostya felületén lévő oxigénnel reagál, és adalékanyag-oxidot eredményez. Ezután a szilikonba diffundál, egyenletes adalékanyag-koncentrációt képezve a felületen. Folyékony források kétféle formában kaphatók: buborékolók és centrifugálók. A buborékok a folyadékot gőzzé alakítják, hogy reagáljanak az oxigénnel, és utána adalékanyag-oxidvá alakuljanak az ostya felületén. Az adalékanyagok centrifugálása szárított formában adalékolt SiO oldatok₂ rétegek. Szilárd források Kétféle formát tartalmazhat: tabletta vagy szemcsés forma, valamint lemez vagy ostya forma. A bór-nitrid (BN) korongok a leggyakrabban használt szilárd források, amelyek 750 - 1100 ° C-on oxidálhatók ⁰C.

Egy anyag (kék) egyszerű diffúziója a koncentráció-gradiens miatt egy félig áteresztő membránon (rózsaszín).

Mi az ionimplantáció??

Az ionimplantáció egy másik módszer a szennyeződések (segédanyagok) bevezetésére a félvezetőkbe. Ez alacsony hőmérsékletű technika. Ezt a magas hőmérsékleten történő diffúzió alternatívájának tekintik az adalékanyagok bevezetésekor. Ebben a folyamatban egy nagy energiájú ionnyaláb a cél félvezetőre irányul. Az ionok és a rácsatomok ütközése a kristályszerkezet torzulásához vezet. A következő lépés a lágyítás, amelyet követni kell a torzítási probléma megoldására.

Az ionimplantációs technika néhány előnye magában foglalja a mélységprofil és az adagolás pontos ellenőrzését, amely kevésbé érzékeny a felülettisztítási eljárásokra, és maszk anyagok széles választékát kínálja, mint például fotorezisztens, poli-Si, oxidok és fém.

Mi a különbség a diffúzió és az ionimplantáció között??

• A diffúzió során a részecskék véletlenszerű mozgással terjednek a nagyobb koncentrációjú régiókból az alacsonyabb koncentrációjú régiókba. Az ionimplantáció magában foglalja a szubsztrátum ionokkal történő bombázását, a nagyobb sebesség eléréséig.

• Előnyök: A diffúzió nem okoz kárt és a kötegelt gyártás is lehetséges. Az ionimplantáció alacsony hőmérsékleti folyamat. Ez lehetővé teszi a pontos adag és a mélység ellenőrzését. Ionimplantáció az oxidok és nitridok vékony rétegein keresztül is lehetséges. Ez magában foglalja a rövid folyamatidőket.

• hátrányok: A diffúzió a szilárd oldhatóságra korlátozódik, és ez magas hőmérsékleti folyamat. A sekély csomópontok és az alacsony adagolás nehéz a diffúzió folyamata. Az ionimplantáció további költségeket jelent az izzítási folyamat számára.

• A diffúziónak izotróp dopant profilja van, míg az ion implantációnak anizotrop dopant profilja van..

Összefoglaló:

Ionimplantáció vs diffúzió

A diffúzió és az ionimplantáció két módszer a szennyeződések bevezetésére a félvezetőkbe (Szilícium - Si) a hordozó többségének és a rétegek ellenállásának a szabályozására. A diffúzió során az adalékanyag-atomok a koncentráció-gradiens segítségével a felszínről a szilíciumba mozognak. Szubsztitúciós vagy intersticiális diffúziós mechanizmusokon keresztül történik. Ionimplantáció során adalékanyagokat erősen adják a szilíciumhoz energiás ionnyaláb befecskendezésével. A diffúzió magas hőmérsékleti folyamat, míg az ionimplantáció alacsony hőmérsékleti folyamat. Az adalékanyag-koncentráció és a csatlakozási mélység szabályozható az ionimplantáció során, de a diffúziós folyamatban nem szabályozható. A diffúziónak izotrop dopant profilja van, míg az ion implantációnak anizotrop dopant profilja van.

Képek jóvoltából:

1. Egy anyag (kék) egyszerű diffúziója a koncentráció-gradiens révén egy félig áteresztő membránon (rózsaszín) az Elizabeth2424 által (CC BY-SA 3.0)