Difuzioni vs Implantimi i Jonit
Dallimi midis difuzionit dhe implantimit të joneve mund të kuptohet sapo të kuptoni se çfarë është difuzioni dhe implantimi i joneve. Para së gjithash, duhet përmendur se difuzioni dhe implantimi i joneve janë dy terma që lidhen me gjysmëpërçuesit. Ato janë teknikat e përdorura për të futur atomet ndopanëse në gjysmëpërçues. Ky artikull ka të bëjë me dy proceset, dallimet e tyre kryesore, avantazhet dhe disavantazhet.
Çfarë është Difuzioni?
Difuzioni është një nga teknikat kryesore që përdoret për të futur papastërtitë në gjysmëpërçues. Kjo metodë merr në konsideratë lëvizjen e dopantit në shkallë atomike dhe, në thelb, procesi ndodh si rezultat i gradientit të përqendrimit. Procesi i difuzionit kryhet në sisteme të quajtura "furra difuzioni". Është mjaft i shtrenjtë dhe shumë i saktë.
Ekzistojnë tre burime kryesore të dopantorëve: të gaztë, të lëngshëm dhe të ngurtë dhe burimet e gazta janë ato që përdoren më gjerësisht në këtë teknikë (Burime të besueshme dhe të përshtatshme: BF3, PH3, AsH3). Në këtë proces, gazi i burimit reagon me oksigjenin në sipërfaqen e vaferës duke rezultuar në një oksid dopant. Më pas, ai shpërndahet në silikon, duke formuar një përqendrim të njëtrajtshëm të substancave në të gjithë sipërfaqen. Burimet e lëngshme janë të disponueshme në dy forma: bubblers dhe spin on dopant. Flluskat e shndërrojnë lëngun në avull për të reaguar me oksigjenin dhe më pas për të formuar një oksid ndopant në sipërfaqen e vaferës. Spin on dopants janë zgjidhje të tharjes nga shtresat e dopuara SiO2. Burimet e ngurta përfshijnë dy forma: formë tabletash ose kokrrizore dhe formë disku ose vafere. Disqet e nitridit të borit (BN) janë burimi i ngurtë më i përdorur që mund të oksidohet në 750 – 1100 0C.
Difuzion i thjeshtë i një substance (blu) për shkak të një gradient përqendrimi nëpër një membranë gjysmë të përshkueshme (rozë).
Çfarë është Implantimi i Jonit?
Implantimi i joneve është një teknikë tjetër e futjes së papastërtive (dopanteve) te gjysmëpërçuesit. Është një teknikë me temperaturë të ulët. Kjo konsiderohet si një alternativë ndaj difuzionit në temperaturë të lartë për futjen e dopanteve. Në këtë proces, një rreze jonesh shumë energjike drejtohet në gjysmëpërçuesin e synuar. Përplasjet e joneve me atomet e rrjetës rezultojnë në shtrembërimin e strukturës kristalore. Hapi tjetër është pjekja, e cila ndiqet për të korrigjuar problemin e shtrembërimit.
Disa avantazhe të teknikës së implantimit të joneve përfshijnë kontrollin e saktë të profilit të thellësisë dhe dozës, më pak të ndjeshme ndaj procedurave të pastrimit të sipërfaqes dhe ka një përzgjedhje të gjerë materialesh maskash si fotorezist, poli-Si, okside dhe metal.
Cili është ndryshimi midis difuzionit dhe implantimit të joneve?
• Në difuzion, grimcat shpërndahen nëpërmjet lëvizjes së rastësishme nga rajonet me përqendrim më të lartë në rajonet me përqendrim më të ulët. Implantimi i joneve përfshin bombardimin e substratit me jone, duke u përshpejtuar në shpejtësi më të larta.
• Përparësitë: Difuzioni nuk krijon dëmtime dhe fabrikimi i grupeve është gjithashtu i mundur. Implantimi i joneve është një proces me temperaturë të ulët. Kjo ju lejon të kontrolloni dozën dhe thellësinë e saktë. Implantimi i joneve është gjithashtu i mundur përmes shtresave të holla të oksideve dhe nitrideve. Ai përfshin gjithashtu kohë të shkurtra procesi.
• Disavantazhet: Difuzioni është i kufizuar në tretshmërinë e ngurtë dhe është një proces me temperaturë të lartë. Kryqëzimet e cekëta dhe dozat e ulëta janë të vështira për procesin e difuzionit. Implantimi i joneve përfshin një kosto shtesë për procesin e pjekjes.
• Difuzioni ka një profil dopant izotropik ndërsa implantimi i joneve ka një profil dopanti anizotropik.
Përmbledhje:
Inplantimi vs Difuzioni
Difuzioni dhe implantimi i joneve janë dy metoda të futjes së papastërtive në gjysmëpërçues (Silicon – Si) për të kontrolluar llojin e shumicës së bartësit dhe rezistencën e shtresave. Në difuzion, atomet dopant lëvizin nga sipërfaqja në silikon me anë të gradientit të përqendrimit. Është nëpërmjet mekanizmave të difuzionit zëvendësues ose intersticial. Në implantimin e joneve, atomet dopant shtohen me forcë në silikon duke injektuar një rreze jonike energjike. Difuzioni është një proces me temperaturë të lartë ndërsa implantimi i joneve është një proces me temperaturë të ulët. Përqendrimi i dopantit dhe thellësia e bashkimit mund të kontrollohen në implantimin e joneve, por nuk mund të kontrollohen në procesin e difuzionit. Difuzioni ka një profil dopant izotropik ndërsa implantimi i joneve ka një profil dopant anizotropik.
