Difference Between Diffusion and Ion Implantation
Share
Diffusie versus ionimplantatie
Het verschil tussen diffusie en ionenimplantatie kan worden begrepen als u begrijpt wat diffusie en ionenimplantatie zijn. Allereerst moet worden vermeld dat diffusie en ionenimplantatie twee termen zijn die verband houden met halfgeleiders. Het zijn de technieken die worden gebruikt om doteringsatomen in halfgeleiders te introduceren. Dit artikel gaat over de twee processen, hun belangrijkste verschillen, voordelen en nadelen.
Wat is diffusie?
Diffusie is een van de belangrijkste technieken die worden gebruikt om onzuiverheden in halfgeleiders te introduceren. Deze methode beschouwt de beweging van dopant op atomaire schaal en, in principe, vindt het proces plaats als een resultaat van de concentratiegradiënt. Diffusieproces wordt uitgevoerd in systemen genaamd "diffusie ovens”. Het is vrij duur en zeer accuraat.
Er zijn drie belangrijke bronnen van doteermiddelen: gasvormig, vloeibaar en vast en de gasvormige bronnen zijn de meest gebruikte in deze techniek (Betrouwbare en handige bronnen: BF3, PH3, As3). In dit proces reageert het brongas met zuurstof op het waferoppervlak, wat resulteert in een doteerstofoxide. Vervolgens diffundeert het in silicium en vormt het een uniforme doteringsstofconcentratie over het oppervlak. Vloeibare bronnen zijn verkrijgbaar in twee vormen: bubblers en spin op doteerstof. Bubblers zetten vloeistof om in een damp om te reageren met zuurstof en vervolgens om een doteerstofoxide op het wafeloppervlak te vormen. Spin op doteermiddelen zijn oplossingen van met een droogvorm gedoteerd SiO2 lagen. Stevige bronnen omvatten twee vormen: tablet of korrelvorm en schijf- of wafelvorm. Boornitride (BN) -schijven zijn de meest gebruikte vaste bron die geoxideerd kan worden bij 750 - 1100 0C.
Eenvoudige diffusie van een stof (blauw) door een concentratiegradiënt over een semipermeabel membraan (roze).
Wat is Ion Implantation?
Ionenimplantatie is een andere techniek voor het introduceren van onzuiverheden (dopants) in halfgeleiders. Het is een lage temperatuur techniek. Dit wordt beschouwd als een alternatief voor hoge-temperatuur diffusie voor het introduceren van doteerstoffen. In dit proces wordt een bundel van sterk energetische ionen gericht op de doelhalfgeleider. De botsingen van de ionen met de roosteratomen resulteren in de vervorming van de kristalstructuur. De volgende stap is annealing, die wordt gevolgd om het vervormingsprobleem op te lossen.
Enkele voordelen van de ionenimplantatietechniek zijn een nauwkeurige regeling van het diepprofiel en de dosering, minder gevoelig voor procedures voor het reinigen van het oppervlak en het heeft een ruime keuze aan maskermaterialen zoals fotoresist, poly-Si, oxiden en metaal.
Wat is het verschil tussen diffusie en ionimplantatie?
• Bij diffusie worden deeltjes verspreid door willekeurige beweging van gebieden met een hogere concentratie naar gebieden met een lagere concentratie. Ionenimplantatie omvat het bombarderen van het substraat met ionen, versnellend tot hogere snelheden.
• voordelen: Diffusie veroorzaakt geen schade en batchvervaardiging is ook mogelijk. Ionenimplantatie is een proces bij lage temperatuur. Hiermee kunt u de precieze dosis en de diepte regelen. Ionenimplantatie is ook mogelijk door de dunne lagen van oxiden en nitriden. Het bevat ook korte procestijden.
• nadelen: Diffusie is beperkt tot vaste oplosbaarheid en het is een proces bij hoge temperatuur. Ondiepe verbindingspunten en lage doseringen zijn moeilijk het diffusieproces. Ionimplantatie brengt extra kosten met zich mee voor het gloeiproces.
• Diffusie heeft een isotroop doteerstofprofiel, terwijl ionenimplantatie een anisotroop doteerstofprofiel heeft.
Samenvatting:
Ionenimplantatie versus diffusie
Diffusie en ionenimplantatie zijn twee methoden voor het introduceren van onzuiverheden in halfgeleiders (Silicium-Si) om het hoofdtype van de drager en de weerstand van lagen te regelen. Bij diffusie bewegen doteerstofatomen van het oppervlak in silicium met behulp van de concentratiegradiënt. Het is via substitutionele of interstitiële diffusiemechanismen. Bij ionenimplantatie worden doteerstofatomen krachtig in silicium toegevoegd door een energetische ionenstraal te injecteren. Diffusie is een proces bij hoge temperatuur, terwijl ionenimplantatie een proces bij lage temperatuur is. Dopant-concentratie en de junctiediepte kunnen worden geregeld bij ionenimplantatie, maar deze kan niet worden gecontroleerd in het diffusieproces. Diffusie heeft een isotroop doteerstofprofiel, terwijl ionenimplantatie een anisotroop doteerstofprofiel heeft.
Afbeeldingen beleefdheid:
