Diffuziya va ion implantatsiyasi
Diffuziya va ion implantatsiyasi o'rtasidagi farqni diffuziya va ion implantatsiyasi nima ekanligini tushunganingizdan so'ng tushunish mumkin. Avvalo shuni ta'kidlash kerakki, diffuziya va ion implantatsiyasi yarim o'tkazgichlarga tegishli ikkita atamadir. Ular yarimo'tkazgichlarga dopant atomlarini kiritish uchun ishlatiladigan usullardir. Ushbu maqola ikkita jarayon, ularning asosiy farqlari, afzalliklari va kamchiliklari haqida.
Diffuziya nima?
Diffuziya yarimo'tkazgichlarga aralashmalarni kiritish uchun ishlatiladigan asosiy usullardan biridir. Bu usul dopantning atom miqyosida harakatini ko'rib chiqadi va, asosan, jarayon kontsentratsiya gradienti natijasida sodir bo'ladi. Diffuziya jarayoni "diffuziya pechlari" deb ataladigan tizimlarda amalga oshiriladi. Bu juda qimmat va juda aniq.
Dopantlarning uchta asosiy manbai mavjud: gazsimon, suyuq va qattiq moddalar va gazsimon manbalar bu texnikada eng koʻp qoʻllaniladi (Ishonchli va qulay manbalar: BF3, PH3, ASH3). Ushbu jarayonda manba gazi gofret yuzasida kislorod bilan reaksiyaga kirishadi, natijada dopant oksidi hosil bo'ladi. Keyinchalik, u kremniyga tarqalib, sirt bo'ylab bir xil qo'shimcha konsentratsiyani hosil qiladi. Suyuqlik manbalari ikki shaklda mavjud: pufakchalar va dopantda aylantirish. Bubblers suyuqlikni kislorod bilan reaksiyaga kirishish uchun bug'ga aylantiradi va keyin gofret yuzasida qo'shimcha oksid hosil qiladi. Spin on dopants - quritish shaklidagi SiO2 qatlamli eritmalar. Qattiq manbalar ikkita shaklni o'z ichiga oladi: planshet yoki donador shakl va disk yoki gofret shakli. Bor nitridi (BN) disklari eng ko'p ishlatiladigan qattiq manba bo'lib, ular 750 - 1100 0C da oksidlanishi mumkin.
Yarim oʻtkazuvchan membrana (pushti) boʻylab konsentratsiya gradienti tufayli moddaning oddiy tarqalishi (koʻk).
Ion implantatsiyasi nima?
Ion implantatsiyasi - yarimo'tkazgichlarga aralashmalar (dopantlar) kiritishning yana bir usuli. Bu past haroratli texnika. Bu qo'shimcha moddalarni kiritish uchun yuqori haroratli diffuziyaga alternativa sifatida qaraladi. Bu jarayonda yuqori energiyali ionlar nuri maqsadli yarim o'tkazgichga qaratilgan. Ionlarning panjara atomlari bilan to'qnashuvi kristal tuzilishining buzilishiga olib keladi. Keyingi qadam tavlanishdir, bu buzilish muammosini tuzatish uchun bajariladi.
Ion implantatsiyasi texnikasining ba'zi afzalliklari chuqurlik profili va dozasini aniq nazorat qilish, sirtni tozalash protseduralariga kamroq sezgir va fotorezist, poli-Si, oksidlar va metall kabi niqob materiallarining keng tanloviga ega.
Diffuziya va ion implantatsiyasi o'rtasidagi farq nima?
• Diffuziyada zarralar yuqori konsentratsiyali hududlardan past konsentratsiyali hududlarga tasodifiy harakat orqali tarqaladi. Ion implantatsiyasi substratni ionlar bilan bombardimon qilishni o'z ichiga oladi va yuqori tezliklarga tezlashadi.
• Afzalliklari: Diffuziya hech qanday zarar keltirmaydi va to'plamda ishlab chiqarish ham mumkin. Ion implantatsiyasi past haroratli jarayondir. Bu sizga aniq dozani va chuqurlikni nazorat qilish imkonini beradi. Ion implantatsiyasi oksidlar va nitridlarning yupqa qatlamlari orqali ham mumkin. Shuningdek, u qisqa jarayon vaqtlarini ham oʻz ichiga oladi.
• Kamchiliklari: Diffuziya qattiq eruvchanlik bilan cheklangan va u yuqori haroratli jarayondir. Sayoz birikmalar va past dozalar diffuziya jarayonini qiyinlashtiradi. Ion implantatsiyasi tavlanish jarayoni uchun qo'shimcha xarajatlarni o'z ichiga oladi.
• Diffuziya izotrop qo'shimcha profilga ega, ion implantatsiyasi esa anizotrop qo'shimcha profilga ega.
Xulosa:
Ion implantatsiyasi va diffuziya
Diffuziya va ion implantatsiyasi tashuvchining ko'p turini va qatlamlarning qarshiligini nazorat qilish uchun yarimo'tkazgichlarga (Silicon - Si) aralashmalarni kiritishning ikkita usulidir. Diffuziyada dopant atomlari konsentratsiya gradienti yordamida sirtdan kremniyga o'tadi. Bu almashtirish yoki interstitsial diffuziya mexanizmlari orqali. Ion implantatsiyasida dopant atomlari energetik ion nurini yuborish orqali silikonga kuch bilan qo'shiladi. Diffuziya yuqori haroratli jarayon, ion implantatsiyasi esa past haroratli jarayon. Dopant kontsentratsiyasi va ulanish chuqurligi ion implantatsiyasida nazorat qilinishi mumkin, ammo diffuziya jarayonida uni nazorat qilib bo'lmaydi. Diffuziya izotrop qo'shimcha profilga ega, ion implantatsiyasi esa anizotrop qo'shimcha profilga ega.
