Difuzijos ir jonų implantacijos skirtumas

Difuzija ir jonų implantacija
 

Difuzijos ir jonų implantacijos skirtumą galima suprasti supratus, kas yra difuzija ir jonų implantacija. Visų pirma, reikia paminėti, kad difuzija ir jonų implantacija yra du terminai, susiję su puslaidininkiais. Tai metodai, naudojami įterpiant dopanto atomus į puslaidininkius. Šis straipsnis yra apie du procesus, jų pagrindinius skirtumus, pranašumus ir trūkumus.

Kas yra difuzija?

Difuzija yra viena iš pagrindinių metodų, naudojamų priemaišoms įvesti į puslaidininkius. Šiuo metodu atsižvelgiama į pagalbinių medžiagų judėjimą atominiu mastu ir iš esmės procesas vyksta dėl koncentracijos gradiento. Difuzijos procesas vykdomas sistemose, vadinamose „difuzinės krosnys“. Tai gana brangu ir labai tikslu.

Yra trys pagrindiniai dopantų šaltiniai: dujinės, skystos ir kietos medžiagos ir dujiniai šaltiniai yra plačiausiai naudojamas šioje technikoje (patikimi ir patogūs šaltiniai: BF₃, PH₃, Pelenai₃). Šiame procese pirminės dujos reaguoja su deguonimi ant plokštelės paviršiaus, sudarydamos dopanto oksidą. Toliau jis difunduoja į silicį, sudarydamas vienodą dopanto koncentraciją visame paviršiuje. Skystieji šaltiniai yra dviejų formų: burbuliukai ir verpimo priemonės. Burbuliukai skystį paverčia garais, kad galėtų reaguoti su deguonimi, o tada vaflių paviršiuje susidarytų pagalbinis oksidas. Dulpančių susukimas yra džiovinimo formos tirpalo, ištirpinto SiO₂ sluoksniai. Kieti šaltiniai gali būti dviejų formų: tabletės arba granulės ir disko arba plokštelės. Boro nitrido (BN) diskai yra dažniausiai naudojamas kietas šaltinis, kurį galima oksiduoti esant 750–1100 ⁰C.

Paprastas medžiagos (mėlynos) pasklidimas dėl koncentracijos gradiento per pusiau pralaidžią membraną (rožinė).

Kas yra jonų implantacija?

Jonų implantacija yra dar viena priemaišų (dopantų) įvedimo į puslaidininkius technika. Tai žemos temperatūros technika. Tai laikoma difuzijos aukštoje temperatūroje alternatyva įterpiant dopantus. Šiame procese labai energetinių jonų pluoštas nukreiptas į tikslinį puslaidininkį. Jonų susidūrimas su gardelės atomais iškraipo kristalų struktūrą. Kitas žingsnis yra atkaitinimas, kuris atliekamas pašalinant iškraipymo problemą.

Kai kurie jonų implantavimo būdo pranašumai yra tikslus gylio profilio ir dozavimo valdymas, mažiau jautrūs paviršiaus valymo procedūroms, be to, jame yra platus kaukių medžiagų pasirinkimas, pavyzdžiui, fotorezistas, poli-Si, oksidai ir metalas..

Kuo skiriasi difuzija ir jonų implantacija??

• Difuzijos metu dalelės pasiskirstomos atsitiktinai judant iš aukštesnės koncentracijos regionų į mažesnės koncentracijos regionus. Jonų implantavimas apima substrato bombardavimą jonais, įsibėgėjant didesniam greičiui.

• Privalumai: Difuzija nepažeidžia ir partijos pagaminimas taip pat yra įmanomas. Jonų implantacija yra žemos temperatūros procesas. Tai leidžia jums kontroliuoti tikslią dozę ir gylį. Taip pat galima implantuoti jonus per plonus oksidų ir nitridų sluoksnius. Tai taip pat apima trumpą proceso laiką.

• Trūkumai: Difuzija apsiriboja kietu tirpumu ir yra procesas aukštoje temperatūroje. Mažas dozavimas yra sudėtingas difuzijos procesas. Jonų implantacija yra susijusi su papildomomis atkaitinimo proceso sąnaudomis.

• Difuzija pasižymi izotropiniu pagalbiniu elementu, o implantuojant jonus - anizotropiniu dopanto profiliu..

Santrauka:

Jonų implantacija prieš difuziją

Difuzija ir jonų implantacija yra du priemaišų įvedimo į puslaidininkius (Silicio - Si) metodai, skirti kontroliuoti daugumos nešiklio tipą ir sluoksnių atsparumą. Difuzijos metu dopanto atomai iš paviršiaus į silicį juda pagal koncentracijos gradientą. Tai vyksta naudojant pakaitinius arba intersticinius difuzijos mechanizmus. Kai implantuojami jonai, į silicį smarkiai pridedami dopanto atomai, įpurškiant energetinį jonų pluoštą. Difuzija yra procesas aukštoje temperatūroje, o jonų implantavimas yra žemos temperatūros procesas. Dopanto koncentracija ir sankryžos gylis gali būti kontroliuojami implantuojant jonus, tačiau difuzijos metu to negalima kontroliuoti. Difuzija pasižymi izotropiniu dopanto profiliu, o implantuojant jonus - anizotropiniu dopanto profiliu..

Vaizdai maloniai:

1. Paprastas medžiagos (mėlynos) difuzija dėl koncentracijos gradiento per pusiau pralaidžią membraną (rožinė), kurią atliko Elizabeth2424 (CC BY-SA 3.0)