Perbezaan antara penyebaran dan implantasi ion

Penyebaran vs implantasi ion
 

Perbezaan antara penyebaran dan implantasi ion dapat difahami setelah anda memahami apa penyebaran dan implantasi ion. Pertama sekali, harus disebutkan bahawa penyebaran dan implantasi ion adalah dua istilah yang berkaitan dengan semikonduktor. Mereka adalah teknik yang digunakan untuk memperkenalkan atom dopan ke dalam semikonduktor. Artikel ini adalah mengenai kedua -dua proses, perbezaan utama, kelebihan, dan kekurangan mereka.

Apa itu penyebaran?

Penyebaran adalah salah satu teknik utama yang digunakan untuk memperkenalkan kekotoran ke dalam semikonduktor. Kaedah ini menganggap gerakan dopan pada skala atom dan, pada dasarnya, prosesnya berlaku akibat kecerunan tumpuan. Proses penyebaran dijalankan dalam sistem yang disebut "Relau penyebaran". Ia agak mahal dan sangat tepat.

Disana ada Tiga sumber utama dopan: gas, cecair, dan pepejal dan sumber gas adalah yang paling banyak digunakan dalam teknik ini (sumber yang boleh dipercayai dan mudah: bf₃, Ph₃, Abu₃). Dalam proses ini, gas sumber bertindak balas dengan oksigen pada permukaan wafer yang mengakibatkan oksida dopan. Seterusnya, ia meresap ke dalam silikon, membentuk kepekatan dopan seragam di permukaan. Sumber cecair boleh didapati dalam dua bentuk: bubbler dan putaran pada dopan. Bubblers menukar cecair menjadi wap untuk bertindak balas dengan oksigen dan kemudian membentuk oksida dopan di permukaan wafer. Berputar pada dopan adalah penyelesaian bentuk pengeringan yang doped sio₂ lapisan. Sumber pepejal Sertakan dua bentuk: tablet atau bentuk berbutir dan cakera atau bentuk wafer. Cakera boron nitride (bn) adalah sumber pepejal yang paling biasa digunakan yang boleh dioksidakan pada 750 - 1100 ⁰C.

Penyebaran mudah bahan (biru) disebabkan oleh kecerunan tumpuan di seluruh membran separa telap (merah jambu).

Apakah implantasi ion?

Implantasi ion adalah satu lagi teknik memperkenalkan kekotoran (dopan) kepada semikonduktor. Ia adalah teknik suhu rendah. Ini dianggap sebagai alternatif kepada penyebaran suhu tinggi untuk memperkenalkan dopan. Dalam proses ini, rasuk ion yang sangat bertenaga ditujukan kepada sasaran semikonduktor. Perlanggaran ion dengan atom kekisi mengakibatkan penyimpangan struktur kristal. Langkah seterusnya adalah penyepuhlindapan, yang diikuti untuk membetulkan masalah penyimpangan.

Beberapa kelebihan teknik implantasi ion termasuk kawalan tepat profil kedalaman dan dos, kurang sensitif terhadap prosedur pembersihan permukaan, dan ia mempunyai pelbagai pilihan bahan topeng seperti photoresist, poli-Si, oksida, dan logam.

Apakah perbezaan antara penyebaran dan implantasi ion?

• Dalam penyebaran, zarah tersebar melalui gerakan rawak dari kawasan tumpuan yang lebih tinggi ke kawasan yang mempunyai kepekatan yang lebih rendah. Implantasi ion melibatkan pengeboman substrat dengan ion, mempercepatkan ke halaju yang lebih tinggi.

• Kelebihan: Penyebaran tidak menimbulkan kerosakan dan fabrikasi batch juga mungkin. Implantasi ion adalah proses suhu rendah. Ia membolehkan anda mengawal dos yang tepat dan kedalaman. Implantasi ion juga mungkin melalui lapisan nipis oksida dan nitrida. Ia juga termasuk masa proses yang singkat.

• Kekurangan: Penyebaran terhad kepada kelarutan pepejal dan ia adalah proses suhu tinggi. Persimpangan cetek dan dos yang rendah adalah sukar proses penyebaran. Implantasi ion melibatkan kos iklan untuk proses penyepuhlindapan.

• Penyebaran mempunyai profil dopan isotropik manakala implantasi ion mempunyai profil dopan anisotropik.

Ringkasan:

Implantasi ion vs penyebaran

Penyebaran dan implantasi ion adalah dua kaedah memperkenalkan kekotoran kepada semikonduktor (silikon - Si) untuk mengawal jenis majoriti pembawa dan resistiviti lapisan. Dalam penyebaran, atom dopan bergerak dari permukaan ke dalam silikon melalui kecerunan tumpuan. Ia melalui mekanisme penyebaran penggantian atau interstitial. Dalam implantasi ion, atom dopan ditambah dengan kuat ke dalam silikon dengan menyuntikkan rasuk ion bertenaga. Penyebaran adalah proses suhu tinggi manakala implantasi ion adalah proses suhu rendah. Kepekatan dopan dan kedalaman persimpangan dapat dikawal dalam implantasi ion, tetapi ia tidak dapat dikawal dalam proses penyebaran. Penyebaran mempunyai profil dopan isotropik manakala implantasi ion mempunyai profil dopan anisotropik.

Gambar ihsan:

1. Penyebaran mudah bahan (biru) disebabkan oleh kecerunan kepekatan merentasi membran separa telap (merah jambu) oleh Elizabeth2424 (CC by-SA 3.0)