Skillnad mellan diffusion och jonimplantation | Ionimplantation vs diffusion

Diffusion vs Ionimplantation < Skillnad mellan diffusion och jonimplantation kan förstås när du förstår vad diffusion och jonimplantation är. Först och främst bör det nämnas att diffusion och jonimplantation är två termer relaterade till halvledare. Det är de tekniker som används för att införa dopantatomer i halvledare. Denna artikel handlar om de två processerna, deras stora skillnader, fördelar och nackdelar.

Vad är diffusion?

Diffusion är en av de viktigaste teknikerna för att införa föroreningar i halvledare. Denna metod betraktar rörelsen av dopmedel vid atomskala och i grunden sker processen som ett resultat av koncentrationsgradienten. Diffusionsprocessen utförs i system som heter "

diffusionsugnar ". Det är ganska dyrt och mycket exakt. Det finns

tre huvudkällor för dopmedel : gasformiga, flytande och fasta ämnen och gasformiga källor är de mest använda i denna teknik (Pålitliga och bekväma källor: BF < 3 , PH ₃ , AsH ₃ ). I denna process reagerar källgasen med syre på skivans yta vilket resulterar i en dopantoxid. Därefter diffunderas det till silikon, vilket bildar en enhetlig dopantkoncentration över ytan. _{Vätskekällor} finns i två former: bubblor och spin på dopmedel. Bubblare omvandlar vätska till en ånga för att reagera med syre och sedan för att bilda en dopantoxid på skivans yta. Spinn på dopmedel är lösningar av torkningsform dopade SiO 2 skikt. _{Fasta källor} innehåller två former: tablett eller granulär form och skiva eller skivform. Bortitrid (BN) skivor är oftast använda fasta källor som kan oxideras vid 750 - 1100 0 C.

Enkel diffusion av ett ämne (blått) på grund av en koncentrationsgradient över ett halvpermeabelt membran (rosa).

Vad är jonimplantation?

Ionimplantation är en annan teknik för att införa orenheter (dopmedel) till halvledare. Det är en lågtemperaturteknik. Detta anses vara ett alternativ till högtemperaturdiffusion för införande av dopmedel. I denna process riktar sig en stråle av starkt energiska joner till mål halvledaren. Kollisionerna av joner med gitteratomer resulterar i förvrängning av kristallstrukturen. Nästa steg är glödgning, vilket följs för att åtgärda distorsionsproblemet.

Några fördelar med jonimplantationstekniken inkluderar exakt kontroll av djupprofil och dosering, mindre känslig för ytrengöringsprocedurer, och det har ett brett urval maskematerial som fotoresist, poly-Si, oxider, och metall.

Vad är skillnaden mellan diffusion och jonimplantation?

• I diffusion sprids partiklar genom slumpmässig rörelse från högre koncentrationsområden till regioner med lägre koncentration. Ionimplantation innebär bombardemanget av substratet med joner och accelererar till högre hastigheter.

•

Fördelar:

Diffusion skapar ingen skada och batchtillverkning är också möjligt. Ionimplantation är en lågtemperaturprocess. Det låter dig styra den exakta dosen och djupet. Ionimplantation är också möjlig genom de tunna lagren av oxider och nitrider. Det innehåller också korta processider. • Nackdelar:

Diffusion är begränsad till fast löslighet och det är en hög temperaturprocess. Grunt korsningar och låga doser är svåra diffusionsprocessen. Ionimplantation innebär en extra kostnad för glödgningsprocessen. • Diffusion har en isotrop dopantprofil medan jonimplantationen har en anisotrop dopmedelprofil. Sammanfattning:

Ionimplantation vs diffusion

Diffusion och jonimplantation är två metoder för att införa orenheter till halvledare (Silicon-Si) för att styra bärarens majoritetstyp och lagens resistivitet. Vid diffusion rör sig dopantatomer från yta till silikon medelst koncentrationsgradienten. Det är via substitutionella eller interstitiella diffusionsmekanismer. Vid jonimplantation tillsätts dopantatomer kraftigt till Silicon genom att injicera en energisk jonstråle. Diffusion är en högtemperaturprocess medan jonimplantation är en lågtemperaturprocess. Dopantkoncentration och korsningsdjupet kan kontrolleras vid jonimplantation, men det kan inte styras i diffusionsprocessen. Diffusion har en isotrop dopantprofil medan jonimplantationen har en anisotrop dopmedelprofil.

Bilder Courtesy:

Enkel diffusion av ett ämne (blått) på grund av en koncentrationsgradient över ett halvpermeabelt membran (rosa) av Elizabeth2424 (CC BY-SA 3. 0)