Différence entre diffusion et implantation ionique
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Diffusion vs implantation ionique
La différence entre la diffusion et l'implantation ionique peut être comprise une fois que vous avez compris ce que sont la diffusion et l'implantation ionique. Tout d'abord, il convient de mentionner que diffusion et implantation d'ions sont deux termes liés aux semi-conducteurs. Ce sont les techniques utilisées pour introduire des atomes dopants dans des semi-conducteurs. Cet article concerne les deux processus, leurs principales différences, avantages et inconvénients..
Quelle est la diffusion?
La diffusion est l'une des principales techniques utilisées pour introduire des impuretés dans les semi-conducteurs. Cette méthode considère le mouvement du dopant à l'échelle atomique et, fondamentalement, le processus se produit en raison du gradient de concentration. Le processus de diffusion est réalisé dans des systèmes appelés "fours de diffusion” C'est assez cher et très précis.
Il y a trois sources principales de dopants: gazeux, liquide et solides et le sources gazeuses sont les plus largement utilisés dans cette technique (sources fiables et pratiques: BF3, PH3, Cendre3). Dans ce processus, le gaz source réagit avec l'oxygène à la surface de la tranche, ce qui donne un oxyde dopant. Ensuite, il diffuse dans le silicium, formant une concentration uniforme de dopant sur la surface. Sources liquides sont disponibles sous deux formes: les bulles et spin sur dopant. Les Bubblers convertissent le liquide en vapeur pour réagir avec l'oxygène puis pour former un oxyde dopant à la surface de la tranche. Les dopants spin-on sont des solutions de SiO dopées sous forme desséchante2 couches. Sources solides comprennent deux formes: comprimé ou granulaire et disque ou wafer. Les disques de nitrure de bore (BN) sont la source solide la plus couramment utilisée pouvant être oxydée à 750 - 1100. 0C.
Diffusion simple d'une substance (bleue) due à un gradient de concentration à travers une membrane semi-perméable (rose).
Qu'est-ce que l'implantation ionique??
L'implantation ionique est une autre technique d'introduction d'impuretés (dopants) dans les semi-conducteurs. C'est une technique à basse température. Ceci est considéré comme une alternative à la diffusion à haute température pour l'introduction de dopants. Dans ce processus, un faisceau d'ions hautement énergétiques est dirigé vers le semi-conducteur cible. Les collisions des ions avec les atomes du réseau entraînent la distorsion de la structure cristalline. La prochaine étape est le recuit, qui est suivi pour résoudre le problème de distorsion.
Certains des avantages de la technique d'implantation ionique comprennent un contrôle précis du profil de profondeur et du dosage, une sensibilité moindre aux procédures de nettoyage de la surface et un large choix de matériaux de masques tels que les résines photosensibles, le poly-Si, les oxydes et le métal.
Quelle est la différence entre la diffusion et l’implantation ionique??
• En diffusion, les particules sont dispersées par un mouvement aléatoire des régions à concentration élevée aux régions de concentration inférieure. L'implantation ionique implique le bombardement du substrat avec des ions, accélérant à des vitesses plus élevées.
• Avantages: La diffusion ne crée aucun dommage et la fabrication par lots est également possible. L'implantation ionique est un processus à basse température. Il vous permet de contrôler la dose précise et la profondeur. L'implantation ionique est également possible à travers les couches minces d'oxydes et de nitrures. Cela inclut également des temps de traitement courts.
• Désavantages: La diffusion est limitée à la solubilité dans le solide et il s’agit d’un processus à haute température. Les jonctions peu profondes et les faibles doses sont des processus difficiles de diffusion. L'implantation ionique implique un coût supplémentaire pour le processus de recuit.
• La diffusion a un profil de dopant isotrope alors que l’implantation d’ions a un profil de dopant anisotrope.
Résumé:
Implantation Ionique vs Diffusion
La diffusion et l'implantation ionique sont deux méthodes pour introduire des impuretés dans les semi-conducteurs (Silicium-Si) afin de contrôler le type majoritaire du support et la résistivité des couches. En diffusion, les atomes dopants se déplacent de la surface au silicium au moyen du gradient de concentration. Il s’agit de mécanismes de diffusion par substitution ou interstitielle. Lors de l'implantation ionique, des atomes dopants sont ajoutés avec force dans le silicium par injection d'un faisceau ionique énergétique. La diffusion est un processus à haute température alors que l’implantation d’ions est un procédé à basse température. La concentration en dopant et la profondeur de jonction peuvent être contrôlées lors de l’implantation d’ions, mais pas lors du processus de diffusion. La diffusion a un profil de dopant isotrope alors que l'implantation ionique a un profil de dopant anisotrope.
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