Differenza tra diffusione e impianto ionico
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Diffusione contro impianto di ioni
La differenza tra diffusione e impianto di ioni può essere compresa una volta capito quale diffusione e impiantazione ionica. Prima di tutto, va detto che diffusione e impianto ionico sono due termini legati ai semiconduttori. Sono le tecniche utilizzate per introdurre atomi droganti in semiconduttori. Questo articolo riguarda i due processi, le loro principali differenze, vantaggi e svantaggi.
Cos'è la diffusione?
La diffusione è una delle principali tecniche utilizzate per introdurre impurità nei semiconduttori. Questo metodo considera il moto del drogante a scala atomica e, fondamentalmente, il processo avviene come risultato del gradiente di concentrazione. Il processo di diffusione viene eseguito in sistemi chiamati "forni a diffusione”. È abbastanza costoso e molto preciso.
Ci sono tre principali fonti di droganti: gassoso, liquido e solido e il fonti gassose sono quelli più usati in questa tecnica (fonti affidabili e convenienti: BF3, PH3, Cenere3). In questo processo, il gas di origine reagisce con l'ossigeno sulla superficie del wafer generando un ossido drogante. Successivamente, si diffonde in silicio, formando una concentrazione di drogante uniforme attraverso la superficie. Fonti liquide sono disponibili in due forme: gorgogliatori e spin su drogante. I gorgogliatori convertono il liquido in un vapore per reagire con l'ossigeno e quindi per formare un ossido drogante sulla superficie del wafer. Spin off droganti sono soluzioni di SiO essiccato sotto forma di droghe2 strati. Fonti solide includere due forme: tavoletta o forma granulare e forma di disco o wafer. I dischi di nitruro di boro (BN) sono la fonte solida più comunemente usata che può essere ossidata a 750 - 1100 0C.
Diffusione semplice di una sostanza (blu) a causa di un gradiente di concentrazione attraverso una membrana semi-permeabile (rosa).
Cos'è l'impianto ionico?
L'impianto di ioni è un'altra tecnica di introduzione di impurità (droganti) ai semiconduttori. È una tecnica a bassa temperatura. Questo è considerato un'alternativa alla diffusione ad alta temperatura per l'introduzione di droganti. In questo processo, un fascio di ioni altamente energetici è rivolto al semiconduttore target. Le collisioni degli ioni con gli atomi del reticolo determinano la distorsione della struttura cristallina. Il prossimo passo è la ricottura, che viene seguita per correggere il problema di distorsione.
Alcuni vantaggi della tecnica di impianto di ioni includono il controllo preciso del profilo di profondità e del dosaggio, meno sensibile alle procedure di pulizia della superficie, e ha una vasta selezione di materiali per maschere come fotoresist, poli-Si, ossidi e metallo.
Qual è la differenza tra diffusione e impianto ionico?
• In diffusione, le particelle si diffondono attraverso il movimento casuale da regioni di concentrazione più alte a regioni a concentrazione più bassa. L'impianto di ioni coinvolge il bombardamento del substrato con ioni, accelerando a velocità più elevate.
• vantaggi: La diffusione non crea alcun danno e anche la produzione in lotti è possibile. L'impianto di ioni è un processo a bassa temperatura. Ti permette di controllare la dose precisa e la profondità. L'impianto di ioni è anche possibile attraverso gli strati sottili di ossidi e nitruri. Include anche tempi di elaborazione brevi.
• svantaggi: La diffusione è limitata alla solubilità solida ed è un processo ad alta temperatura. Incroci superficiali e bassi dosaggi sono difficili nel processo di diffusione. L'impianto di ioni comporta un costo aggiuntivo per il processo di ricottura.
• La diffusione ha un profilo drogante isotropico mentre l'impianto ionico ha un profilo drogante anisotropico.
Sommario:
Impianto di ioni contro diffusione
Diffusione e impianto ionico sono due metodi per introdurre impurità nei semiconduttori (Silicio - Si) per controllare il tipo maggioritario della portante e la resistività degli strati. In diffusione, gli atomi droganti si spostano dalla superficie al silicio per mezzo del gradiente di concentrazione. È attraverso meccanismi di diffusione sostitutivi o interstiziali. Nell'impianto ionico, gli atomi droganti vengono aggiunti con forza nel silicio iniettando un fascio di ioni energetici. La diffusione è un processo ad alta temperatura mentre l'impianto di ioni è un processo a bassa temperatura. La concentrazione di Dopant e la profondità di giunzione possono essere controllate nell'impianto ionico, ma non possono essere controllate nel processo di diffusione. La diffusione ha un profilo drogante isotropico mentre l'impianto ionico ha un profilo drogante anisotropico.
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