ความแตกต่างระหว่างการแพร่กระจายและการปลูกถ่ายอิออน | Ion Implantation vs Diffusion

การแพร่กระจายและการปลูกถ่ายอิออน < ความแตกต่างระหว่างการแพร่กระจายและการฝังไอออนสามารถเข้าใจได้เมื่อคุณเข้าใจว่าการแพร่กระจายและการฝังไอออนเป็นอย่างไร ประการแรกควรกล่าวว่าการแพร่กระจายและการฝังไอออนเป็นคำสองคำที่เกี่ยวข้องกับเซมิคอนดักเตอร์ เป็นเทคนิคที่ใช้ในการแนะนำอะตอมของ dopant ในเซมิคอนดักเตอร์ บทความนี้เกี่ยวกับสองกระบวนการความแตกต่างที่สำคัญข้อดีและข้อเสียของพวกเขา

การแพร่กระจายคืออะไร?

การแพร่กระจายเป็นหนึ่งในเทคนิคหลักที่ใช้ในการนำสิ่งสกปรกเข้าไปในเซมิคอนดักเตอร์ วิธีนี้จะพิจารณาการเคลื่อนที่ของสารเจือปนในระดับอะตอมและโดยทั่วไปกระบวนการนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการไล่ระดับความเข้มข้น ขั้นตอนการแพร่กระจายจะดำเนินการในระบบที่เรียกว่า "เตาหลอมการแพร่กระจาย

" " มันค่อนข้างแพงและถูกต้องมาก

แหล่งก๊าซหลักสามแหล่ง : แก๊สของเหลวและของแข็งและ แหล่งก๊าซ เป็นแหล่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคนิคนี้ (แหล่งที่เชื่อถือได้และสะดวก: BF < 3 , PH ₃ , AsH ₃ ) ในขั้นตอนนี้แก๊สต้นกำเนิดจะทำปฏิกริยากับออกซิเจนบนผิวเวเฟอร์ทำให้เกิด dopant oxide ถัดไปมัน diffuses เป็นซิลิคอนสร้างความเข้มข้น dopant สม่ำเสมอทั่วพื้นผิว _{แหล่งของเหลว} สามารถใช้ได้ในสองรูปแบบคือ: bubblers และ spin on dopant Bubblers แปลงของเหลวเข้าไปในไอระเหยเพื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและสร้างเป็น dopant oxide บนผิวเวเฟอร์ การหมุนของสารเจือปนเป็นสารละลายของแบบฟอร์ม SiO 2 . _{แหล่งที่มาของแข็ง} รวมถึงสองรูปแบบ: แบบฟอร์มแท็บเล็ตหรือแบบเม็ดและแบบแผ่นหรือแบบเวเฟอร์ โบรอนไนไตรด์ (BN) เป็นแหล่งที่มาของแข็งที่สามารถใช้ทำออกซิไดซ์ได้มากที่สุดที่ 750-1100 0 C

การแพร่กระจายของสารอย่างง่าย (สีน้ำเงิน) เนื่องจากการไล่ระดับความเข้มข้นผ่านแผ่นเมมเบรนแบบกึ่งโปร่งใส (สีชมพู)

การปลูกถ่ายไอออนคืออะไร?

Ion implantation เป็นอีกเทคนิคหนึ่งในการแนะนำสิ่งสกปรก (dopants) กับเซมิคอนดักเตอร์ เป็นเทคนิคที่มีอุณหภูมิต่ำ นี่ถือเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการแพร่กระจายของอุณหภูมิสูงในการแนะนำ dopants ในกระบวนการนี้ลำแสงของไอออนที่มีพลังงานสูงมีจุดมุ่งหมายเพื่อเป้าหมายเซมิคอนดักเตอร์ การชนกันของไอออนกับอะตอมขัดแตะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของโครงสร้างผลึก ขั้นตอนต่อไปคือการหลอมที่ตามมาเพื่อแก้ไขปัญหาการบิดเบือน

ข้อดีบางประการของเทคนิคการฝังไอออน ได้แก่ การควบคุมรายละเอียดและปริมาณของโพลิเมอร์ที่มีความละเอียดสูงและมีความไวต่อขั้นตอนการทำความสะอาดพื้นผิวน้อยลงและมีวัสดุหน้ากากชนิดต่างๆเช่น photoresist, poly-Si, oxides และโลหะ

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง Diffusion กับ Ion Implantation?

•ในการแพร่กระจายอนุภาคจะแพร่กระจายผ่านการเคลื่อนที่แบบสุ่มจากบริเวณที่มีสมาธิสูงขึ้นไปยังพื้นที่ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า Ion implantation เกี่ยวข้องกับการทิ้งระเบิดของสารตั้งต้นด้วยไอออนและเร่งความเร็วให้สูงขึ้น

•

ข้อดี:

การแพร่กระจายจะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายและสามารถสร้างแบทช์ได้ Ion implantation เป็นกระบวนการที่มีอุณหภูมิต่ำ ช่วยให้คุณสามารถควบคุมปริมาณและความแม่นยำได้อย่างแม่นยำ การฝังไอออนอาจเป็นไปได้ผ่านชั้นบาง ๆ ของออกไซด์และไนไตรด์ นอกจากนี้ยังมีเวลาในการประมวลผลสั้น

• ข้อเสีย: การแพร่กระจายมีข้อ จำกัด อยู่ที่ความสามารถในการละลายของแข็งและเป็นกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูง จุดเชื่อมตื้นและโดสต่ำเป็นเรื่องยากที่กระบวนการแพร่กระจาย Ion implantation เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายที่จำเป็นสำหรับการอบอ่อน

• Diffusion มีรูปแบบ isotropic dopant ขณะที่การฝังไอออนมีโปรไฟล์ dopamine แบบ anisotropic การสังเคราะห์และการฝังไอออนเป็นวิธีการสองวิธีในการนำสิ่งสกปรกสู่เซมิคอนดักเตอร์ (Silicon-Si) เพื่อควบคุมชนิดของสายพานส่วนใหญ่และความต้านทานของชั้น ในการแพร่กระจายอะตอมของ dopant เปลี่ยนจากพื้นผิวเป็นซิลิคอนโดยการไล่ระดับความเข้มข้น โดยใช้กลไกการแพร่หรือการเปลี่ยนช่องว่างระหว่างเนื้อเยื่อ ในการฝังไอออนอะตอมของ dopant เพิ่มเข้าไปในซิลิคอนอย่างมากโดยการฉีดไอออนไอออนพลังงาน การแพร่เป็นกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูงในขณะที่การฝังไอออนเป็นกระบวนการที่มีอุณหภูมิต่ำ ความเข้มข้นของสารเจือปนและความลึกของจุดเชื่อมต่อสามารถควบคุมได้ในการฝังไอออน แต่ไม่สามารถควบคุมการแพร่กระจายได้ การแพร่กระจายมีรูปแบบ isotropic dopant ขณะที่การฝังไอออนมีรูปแบบการเจือปนแบบ anisotropic dopant การแพร่กระจายของสารอย่างง่าย (สีน้ำเงิน) เนื่องจากการไล่ระดับความเข้มข้นผ่านแผ่นเมมเบรนแบบกึ่งโปร่งใส (สีชมพู) โดย Elizabeth2424 (CC BY-SA 3. 0)