Différence entre implantation ionique et diffusion
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Différence principale - Implantation ionique vs diffusion
Les termes d’implantation et de diffusion d’ions sont associés aux semi-conducteurs. Ce sont deux processus impliqués dans la production de semi-conducteurs. L'implantation ionique est un processus fondamental utilisé pour fabriquer des puces. Il s’agit d’un processus à basse température qui comprend l’accélération des ions d’un élément particulier vers une cible, modifiant ainsi les propriétés chimiques et physiques de la cible. La diffusion peut être définie comme le mouvement des impuretés à l'intérieur d'une substance. C'est la technique principale utilisée pour introduire des impuretés dans les semi-conducteurs. La principale différence entre l’implantation ionique et la diffusion est que l'implantation ionique est isotrope et très directionnelle alors que la diffusion est isotrope et implique une diffusion latérale.
Zones clés couvertes
1. Qu'est-ce que l'implantation ionique?
- Définition, théorie, technique, avantages
2. Quelle est la diffusion
- Définition, processus
3. Quelle est la différence entre l'implantation d'ions et la diffusion
- Comparaison des différences clés
Termes clés: Atome, Diffusion, Dopant, Dopage, Ion, Implantation Ionique, Semi-conducteur
Qu'est-ce que l'implantation ionique?
L'implantation ionique est un processus à basse température utilisé pour modifier les propriétés chimiques et physiques d'un matériau. Ce processus implique l’accélération des ions d’un élément particulier vers une cible afin de modifier les propriétés chimiques et physiques de celle-ci. Cette technique est principalement utilisée dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs.
Les ions accélérés peuvent modifier la composition de la cible (si ces ions s’arrêtent et restent dans la cible). Les changements physiques et chimiques de la cible résultent de la frappe des ions à haute énergie.
Technique d'implantation ionique
Le matériel d'implantation ionique doit contenir une source d'ions. Cette source d'ions produit des ions de l'élément souhaité. Un accélérateur est utilisé pour accélérer les ions à haute énergie par des moyens électrostatiques. Ces ions frappent la cible, qui est le matériau à implanter. Chaque ion est un atome ou une molécule. La quantité d'ions implantés sur la cible est appelée dose. Cependant, le courant fourni pour l'implantation étant faible, la dose pouvant être implantée à une période donnée est également faible. Par conséquent, cette technique est utilisée lorsque des modifications chimiques plus petites sont nécessaires.
Une des principales applications de l’implantation d’ions est le dopage des semi-conducteurs. Le dopage est le concept selon lequel des impuretés sont introduites dans un semi-conducteur afin de modifier les propriétés électriques du semi-conducteur..
Figure 1: Une machine à implantation ionique
Avantages de la technique d'implantation ionique
Les avantages de l’implantation ionique incluent un contrôle précis de la dose et de la profondeur du profil / de l’implantation. C'est un processus à basse température, il n'y a donc pas besoin d'équipement résistant à la chaleur. Parmi les autres avantages, citons un large choix de matériaux de masquage (à partir desquels des ions sont produits) et une excellente uniformité de la dose latérale.
Quelle est la diffusion
La diffusion peut être définie comme le mouvement des impuretés à l'intérieur d'une substance. Ici, la substance est ce que nous appelons un semi-conducteur. Cette technique est basée sur le gradient de concentration d'une substance en mouvement. Par conséquent, il est involontaire. Mais parfois, la diffusion est intentionnelle. Ceci est effectué dans un système appelé four à diffusion.
Le dopant est une substance utilisée pour produire une caractéristique électrique souhaitée dans un semi-conducteur. Il existe trois formes principales de dopants: les gaz, les liquides et les solides. Cependant, les dopants gazeux sont largement utilisés dans la technique de diffusion. Quelques exemples de sources de gaz sont AsH3, PH3, et B2H6.
Processus de diffusion
Les deux étapes principales de la diffusion sont les suivantes. Ces étapes permettent de créer des régions dopées.
Pré-dépôt (pour le contrôle de la dose)
Dans cette étape, les atomes de dopant souhaités sont introduits de manière contrôlable sur la cible à partir de procédés tels que la diffusion en phase gazeuse et la diffusion en phase solide..
Figure 2: Présentation du dopant
Drive-in (pour le contrôle de profil)
Dans cette étape, les dopants introduits sont entraînés plus profondément dans la substance sans introduire d'autres atomes de dopant.
Différence entre implantation ionique et diffusion
Définition
Implantation ionique: L'implantation ionique est un processus à basse température utilisé pour modifier les propriétés chimiques et physiques d'un matériau..
La diffusion: La diffusion peut être définie comme le mouvement d'impuretés à l'intérieur d'une substance.
Nature du processus
Implantation ionique: L'implantation ionique est isotrope et très directionnelle.
La diffusion: La diffusion est isotrope et comprend principalement la diffusion latérale.
Condition de température
Implantation ionique: L'implantation ionique se fait à basse température.
La diffusion: La diffusion se fait à haute température.
Contrôler le dopant
Implantation ionique: La quantité de dopant peut être contrôlée dans les implantations ioniques.
La diffusion: La quantité de dopant ne peut pas être contrôlée en diffusion.
Dommage
Implantation ionique: L'implantation d'ions peut parfois endommager la surface de la cible.
La diffusion: La diffusion n'endommage pas la surface de la cible.
Coût
Implantation ionique: L'implantation ionique est plus chère car elle nécessite des équipements plus spécifiques.
La diffusion: La diffusion est moins chère que l'implantation ionique.
Conclusion
L'implantation et la diffusion ioniques sont deux techniques utilisées dans la production de semi-conducteurs avec d'autres matériaux. La principale différence entre l'implantation ionique et la diffusion réside dans le fait que l'implantation ionique est isotrope et très directionnelle, alors que la diffusion est isotrope et qu'il existe une diffusion latérale..
Référence:
1. «Ion implantation». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 janvier 2018, disponible ici..
2. Implantation ionique versus diffusion thermique. JHAT, disponible ici.
Courtoisie d'image:
1. «Machine d'implantation ionique au LAAS 0521" de Guillaume Paumier (utilisateur: guillom) - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Fabrication de MOSFET - 1 - Diffusion n-well» par Inductiveload - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia
