Differenza tra impianto ionico e diffusione
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Differenza principale: impianto di ioni contro diffusione
I termini impianto di ioni e diffusione sono correlati ai semiconduttori. Questi sono due processi coinvolti nella produzione di semiconduttori. L'impianto di ioni è un processo fondamentale utilizzato per realizzare microchip. È un processo a bassa temperatura che include l'accelerazione di ioni di un particolare elemento verso un bersaglio, alterando le proprietà chimiche e fisiche del bersaglio. La diffusione può essere definita come il movimento di impurità all'interno di una sostanza. È la tecnica principale utilizzata per introdurre impurità nei semiconduttori. La principale differenza tra l'impianto di ioni e la diffusione è quella l'impianto di ioni è isotropico e molto direzionale mentre la diffusione è isotropa e comporta la diffusione laterale.
Aree chiave coperte
1. Cos'è l'impianto ionico
- Definizione, teoria, tecnica, vantaggi
2. Cos'è la diffusione
- Definizione, processo
3. Qual è la differenza tra l'impianto ionico e la diffusione
- Confronto tra le principali differenze
Termini chiave: Atom, Diffusion, Dopant, Doping, Ion, Ion Implantation, Semiconductor
Cos'è l'impianto ionico
L'impianto di ioni è un processo a bassa temperatura usato per modificare le proprietà chimiche e fisiche di un materiale. Questo processo comporta l'accelerazione di ioni di un particolare elemento verso un bersaglio per alterare le proprietà chimiche e fisiche del bersaglio. Questa tecnica è utilizzata principalmente nelle fabbricazioni di dispositivi a semiconduttore.
Gli ioni accelerati possono alterare la composizione del bersaglio (se questi ioni si fermano e rimangono nel bersaglio). I cambiamenti fisici e chimici del bersaglio sono il risultato di colpire gli ioni ad alta energia.
Tecnica di impianto ionico
Le apparecchiature per l'impianto di ioni dovrebbero contenere una sorgente di ioni. Questa sorgente di ioni produce ioni dell'elemento desiderato. Un acceleratore viene utilizzato per accelerare gli ioni ad alta energia con mezzi elettrostatici. Questi ioni colpiscono l'obiettivo, che è il materiale da impiantare. Ogni ione è o un atomo o una molecola. La quantità di ioni impiantati sul bersaglio è nota come dose. Tuttavia, poiché la corrente fornita per l'impianto è piccola, anche la dose che può essere impiantata in un dato periodo di tempo è piccola. Pertanto questa tecnica viene utilizzata laddove sono richiesti piccoli cambiamenti chimici.
Una delle principali applicazioni di impianto di ioni è il drogaggio di semiconduttori. Il doping è il concetto in cui le impurità vengono introdotte in un semiconduttore al fine di alterare le proprietà elettriche del semiconduttore.
Figura 1: una macchina per impianto ionico
Vantaggi della tecnica di impianto ionico
I vantaggi dell'impianto di ioni includono il controllo preciso della dose e la profondità del profilo / impianto. È un processo a bassa temperatura, quindi non c'è bisogno di attrezzature resistenti al calore. Altri vantaggi includono un'ampia selezione di materiali di mascheramento (dai quali vengono prodotti ioni) e un'eccellente uniformità della dose laterale.
Cos'è la diffusione
La diffusione può essere definita come il movimento di impurità all'interno di una sostanza. Qui, la sostanza è ciò che chiamiamo un semiconduttore. Questa tecnica è basata sul gradiente di concentrazione di una sostanza in movimento. Quindi non è intenzionale. Ma a volte, la diffusione è intenzionalmente effettuata. Questo viene eseguito in un sistema chiamato forno di diffusione.
Dopant è una sostanza utilizzata per produrre una caratteristica elettrica desiderata in un semiconduttore. Ci sono tre forme principali di droganti: gas, liquidi, solidi. Tuttavia, i droganti gassosi sono ampiamente usati nella tecnica di diffusione. Alcuni esempi di fonti di gas sono AsH3, PH3, e B2H6.
Processo di diffusione
Ci sono due passaggi principali di diffusione come segue. Questi passaggi sono usati per creare regioni drogate.
Pre-deposizione (per il controllo della dose)
In questa fase, gli atomi di drogante desiderati vengono introdotti in modo controllabile sul bersaglio da metodi quali le diffusioni di fase gassosa e le diffusioni di fase solida.
Figura 2: Presentazione di Dopant
Drive-in (per il controllo del profilo)
In questa fase, i droganti introdotti vengono spinti più in profondità nella sostanza senza introdurre ulteriori atomi droganti.
Differenza tra impianto ionico e diffusione
Definizione
Impianto di ioni: L'impianto di ioni è un processo a bassa temperatura usato per modificare le proprietà chimiche e fisiche di un materiale.
Diffusione: La diffusione può essere definita come il movimento di impurità all'interno di una sostanza.
Natura del processo
Impianto di ioni: L'impianto di ioni è isotropico e molto direzionale.
Diffusione: La diffusione è isotropa e include principalmente la diffusione laterale.
Requisito di temperatura
Impianto di ioni: L'impianto di ioni è fatto a basse temperature.
Diffusione: La diffusione avviene a temperature elevate.
Controllare il Dopant
Impianto di ioni: La quantità di drogante può essere controllata negli impianti di ioni.
Diffusione: La quantità di drogante non può essere controllata in diffusione.
Danno
Impianto di ioni: L'impianto di ioni può a volte danneggiare la superficie del bersaglio.
Diffusione: La diffusione non danneggia la superficie del bersaglio.
Costo
Impianto di ioni: L'impianto di ioni è più costoso perché richiede attrezzature più specifiche.
Diffusione: La diffusione è meno costosa rispetto all'impianto ionico.
Conclusione
L'impianto e la diffusione di ioni sono due tecniche utilizzate nella produzione di semiconduttori con alcuni altri materiali. La principale differenza tra l'impianto di ioni e la diffusione è che l'impianto di ioni è isotropico e molto direzionale mentre la diffusione è isotropa e c'è diffusione laterale.
Riferimento:
1. "Impianto di ioni". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 gennaio 2018, disponibile qui.
2. Impianto di ioni contro diffusione termica. JHAT, disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "Macchina per impianto di ioni a LAAS 0521" di Guillaume Paumier (utente: guillom) - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "MOSFET Manufacture - 1 - n-well Diffusion" di Inductiveload - Opera propria (dominio pubblico) via Commons Wikimedia
