Difuzija prieš jonų implantaciją
Skirtumą tarp difuzijos ir jonų implantavimo galima suprasti, kai suprantate, kas yra difuzija ir jonų implantacija. Visų pirma, reikia paminėti, kad difuzija ir jonų implantacija yra du terminai, susiję su puslaidininkiais. Tai yra metodai, naudojami priemaišų atomams įterpti į puslaidininkius. Šiame straipsnyje aprašomi du procesai, pagrindiniai jų skirtumai, pranašumai ir trūkumai.
Kas yra difuzija?
Difuzija yra vienas iš pagrindinių metodų, naudojamų priemaišoms į puslaidininkius patekti. Šiuo metodu atsižvelgiama į priedo judėjimą atominiu mastu ir iš esmės procesas vyksta dėl koncentracijos gradiento. Difuzijos procesas atliekamas sistemose, vadinamose „difuzinėmis krosnelėmis“. Tai gana brangu ir labai tikslus.
Yra trys pagrindiniai priemaišų š altiniai: dujiniai, skysti ir kietieji, o dujiniai š altiniai yra plačiausiai naudojami šioje technikoje (Patikimi ir patogūs š altiniai: BF3, PH3, AsH3). Šiame procese š altinio dujos reaguoja su deguonimi plokštelės paviršiuje, todėl susidaro priedo oksidas. Tada jis pasklinda į silicį, sudarydamas vienodą priedo koncentraciją visame paviršiuje. Skystieji š altiniai yra dviejų formų: burbuliatoriai ir gręžimo ant priedo. Burbuliatoriai skystį paverčia garais, kad reaguotų su deguonimi, o po to ant plokštelės paviršiaus susidarytų priedo oksidas. Spin ant priemaišų yra tirpalai iš džiūvimo formos legiruotų SiO2 sluoksnių. Kietieji š altiniai yra dviejų formų: tabletės arba granulių pavidalo ir disko arba plokštelės formos. Boro nitrido (BN) diskai yra dažniausiai naudojamas kietas š altinis, kuris gali būti oksiduojamas 750–1100 0C temperatūroje.
Paprasta medžiagos difuzija (mėlyna) dėl koncentracijos gradiento per pusiau pralaidžią membraną (rožinė).
Kas yra jonų implantacija?
Jonų implantavimas yra dar vienas priemaišų (priemaišų) įterpimo į puslaidininkius būdas. Tai žemos temperatūros technika. Tai laikoma alternatyva aukštos temperatūros difuzijai įvedant priedus. Šiame procese į tikslinį puslaidininkį nukreipiamas labai energingų jonų pluoštas. Jonų susidūrimai su gardelės atomais sukelia kristalų struktūros iškraipymą. Kitas žingsnis yra atkaitinimas, po kurio pašalinama iškraipymo problema.
Kai kurie jonų implantavimo technikos pranašumai apima tikslų gylio profilio ir dozavimo valdymą, mažiau jautrų paviršiaus valymo procedūroms ir turi platų kaukės medžiagų, tokių kaip fotorezistas, poli-Si, oksidai ir metalas, pasirinkimą.
Kuo skiriasi difuzija ir jonų implantacija?
• Difuzijos metu dalelės pasklinda atsitiktinai judant iš didesnės koncentracijos regionų į mažesnės koncentracijos sritis. Jonų implantavimas apima substrato bombardavimą jonais, pagreitinant iki didesnio greičio.
• Privalumai: difuzija nesukelia žalos, taip pat galima gaminti partijomis. Jonų implantacija yra žemos temperatūros procesas. Tai leidžia jums kontroliuoti tikslią dozę ir gylį. Jonų implantacija taip pat įmanoma per plonus oksidų ir nitridų sluoksnius. Tai taip pat apima trumpą apdorojimo laiką.
• Trūkumai: difuzija apsiriboja tirpumu kietoje formoje ir yra aukštos temperatūros procesas. Seklios sankryžos ir mažos dozės yra sudėtingas difuzijos procesas. Jonų implantavimas apima papildomas atkaitinimo proceso išlaidas.
• Difuzija turi izotropinį priedo profilį, o jonų implantacija turi anizotropinį priedo profilį.
Santrauka:
Jonų implantacija prieš difuziją
Difuzija ir jonų implantavimas yra du priemaišų įvedimo į puslaidininkius (Silicis – Si) būdai, siekiant kontroliuoti daugumą nešiklio tipą ir sluoksnių varžą. Difuzijos metu priemaišų atomai juda nuo paviršiaus į silicį koncentracijos gradientu. Tai vyksta per pakaitinius arba intersticinius difuzijos mechanizmus. Implantuojant jonus, priemaišų atomai įpilami į silicį, įpurškiant energingą jonų pluoštą. Difuzija yra aukštos temperatūros procesas, o jonų implantacija yra žemos temperatūros procesas. Jonų implantacijos metu galima valdyti dopanto koncentraciją ir jungties gylį, tačiau difuzijos procese jo negalima valdyti. Difuzija turi izotropinį priedo profilį, o jonų implantacija turi anizotropinį priedo profilį.
