Razlika med ionsko implantacijo in difuzijo

Izrazi ionka implantacija in difuzija ta povezani polprevodniki. To ta dva procea v proizvodnji polprevodnikov. Ionka implantacija je temeljni proce za izdelavo mikročipov. Gre za nizkotemperaturni

Razlika med ionsko implantacijo in difuzijo

Vsebina:

Glavna razlika - ionska implantacija vs difuzija

Izrazi ionska implantacija in difuzija sta povezani s polprevodniki. To sta dva procesa v proizvodnji polprevodnikov. Ionska implantacija je temeljni proces za izdelavo mikročipov. Gre za nizkotemperaturni proces, ki vključuje pospeševanje ionov določenega elementa proti cilju, s čimer se spremenijo kemijske in fizikalne lastnosti tarče. Difuzijo lahko definiramo kot gibanje nečistoč znotraj snovi. To je glavna tehnika, ki se uporablja za vnašanje nečistoč v polprevodnike. Glavna razlika med implantacijo ionov in difuzijo je ta ionska implantacija je izotropna in zelo usmerjena, medtem ko je difuzija izotropna in vključuje lateralno difuzijo.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je implantacija ionov
- Definicija, teorija, tehnika, prednosti
2. Kaj je difuzija
- Opredelitev, proces
3. Kakšna je razlika med implantacijo ionov in difuzijo
- Primerjava ključnih razlik

Ključni pojmi: Atom, difuzija, dopant, doping, ion, implantacija ionov, polprevodnik


Kaj je implantacija ionov

Ionska implantacija je proces nizke temperature, ki se uporablja za spreminjanje kemičnih in fizikalnih lastnosti materiala. Ta proces vključuje pospeševanje ionov določenega elementa proti tarči, da se spremenijo kemijske in fizikalne lastnosti tarče. Ta tehnika se uporablja predvsem v izdelavi polprevodniških naprav.

Pospešeni ioni lahko spremenijo sestavo tarče (če se ti ioni ustavijo in ostanejo v tarči). Fizikalne in kemijske spremembe tarče so posledica udarca ionov pri visoki energiji.

Tehnika implantacije ionov

Oprema za ionsko vsaditev mora vsebovati ionski vir. Ta ionski vir proizvaja ione želenega elementa. S pospeševalnikom se pospeši ionov do visoke energije z elektrostatičnimi sredstvi. Ti ioni udarijo v tarčo, ki je material, ki ga je treba vsaditi. Vsak ion je bodisi atom ali molekula. Količina ionov, ki so vsajeni na tarčo, je znana kot odmerek. Ker pa je tok, ki je na voljo za implantacijo, majhen, je tudi majhen odmerek, ki ga lahko vsadimo v določenem časovnem obdobju. Zato se ta tehnika uporablja tam, kjer so potrebne manjše kemijske spremembe.

Ena glavnih aplikacij ionske implantacije je dopiranje polprevodnikov. Doping je koncept, pri katerem se v polprevodnike vnesejo nečistoče, da se spremenijo električne lastnosti polprevodnika.


Slika 1: Ionska naprava za vsaditev

Prednosti tehnike implantacije ionov

Prednosti ionske implantacije vključujejo natančen nadzor odmerka in globino profila / implantacije. Gre za nizkotemperaturni proces, zato ni potrebe po toplotno odporni opremi. Druge prednosti vključujejo širok izbor maskirnih materialov (iz katerih so proizvedeni ioni) in odlična lateralna enakomernost doze.

Kaj je difuzija

Difuzijo lahko definiramo kot gibanje nečistoč znotraj snovi. Tukaj je snov tisto, kar imenujemo polprevodnik. Ta tehnika temelji na gradientu koncentracije gibljive snovi. Zato je nenamerno. Včasih pa se difuzija namerno izvaja. To se izvaja v sistemu, ki se imenuje difuzijska peč.

Dopant je snov, ki se uporablja za proizvodnjo želenih električnih lastnosti v polprevodniku. Obstajajo tri glavne oblike dopantov: plini, tekočine, trdne snovi. Vendar pa se v difuzijski tehniki pogosto uporabljajo plinaste dodatke. Nekateri primeri virov plina so AsH3, PH3, in B2H6.

Difuzijski proces

Dva glavna koraka difuzije sta naslednja. Ti koraki se uporabljajo za ustvarjanje dopiranih regij.

Predhodno odlaganje (za nadzor nad odmerkom)

V tem koraku želene atome dopanta kontroliramo na cilj iz metod, kot so difuzije v plinski fazi in difuzije v trdni fazi.


Slika 2: Predstavitev dopanta

Vhod (za nadzor profila)

V tem koraku uvedene dodatke poganjamo globlje v snov brez uvajanja dodatnih atomov dopantov.

Razlika med ionsko implantacijo in difuzijo

Opredelitev

Ionska implantacija: Ionska implantacija je proces nizke temperature, ki se uporablja za spreminjanje kemičnih in fizikalnih lastnosti materiala.

Difuzija: Difuzijo lahko definiramo kot gibanje nečistoč znotraj snovi.

Narava procesa

Ionska implantacija: Ionska implantacija je izotropna in zelo usmerjena.

Difuzija: Difuzija je izotropna in v glavnem vključuje lateralno difuzijo.

Temperaturna zahteva

Ionska implantacija: Ionska implantacija se izvaja pri nizkih temperaturah.

Difuzija: Difuzija poteka pri visokih temperaturah.

Nadzor nad dopantom

Ionska implantacija: Količina dopanta se lahko nadzoruje z ionskimi vsadki.

Difuzija: Količine dopanta ne moremo nadzorovati v difuziji.

Škoda

Ionska implantacija: Ionska implantacija lahko včasih poškoduje površino tarče.

Difuzija: Difuzija ne poškoduje površine tarče.

Stroški

Ionska implantacija: Ionska implantacija je dražja, ker zahteva bolj specifično opremo.

Difuzija: Difuzija je cenejša v primerjavi z ionsko implantacijo.

Zaključek

Ionska implantacija in difuzija sta dve tehniki, ki se uporabljata pri izdelavi polprevodnikov z nekaterimi drugimi materiali. Glavna razlika med implantacijo ionov in difuzijo je, da je ionska implantacija izotropna in zelo usmerjena, medtem ko je difuzija izotropna in obstaja lateralna difuzija.

Sklic:

1. „Ionska implantacija“. Wikipedija, Wikimedia Foundation, 11. januar 2018,