Forskjellen mellom ionimplantasjon og diffusjon
Share
Hovedforskjell - Ion Implantation vs Diffusion
Begrepet ionimplantasjon og diffusjon er relatert til halvledere. Dette er to prosesser involvert i produksjon av halvledere. Ionimplantasjon er en grunnleggende prosess som brukes til å lage mikrochips. Det er en lav temperatur prosess som inkluderer akselerasjon av ioner av et bestemt element mot et mål, og forandrer målets kjemiske og fysiske egenskaper. Diffusjon kan defineres som bevegelse av urenheter inne i et stoff. Det er den viktigste teknikken som brukes til å introdusere urenheter i halvledere. Hovedforskjellen mellom ionimplantasjon og diffusjon er det Ionimplantasjon er isotrop og meget retningsbestemt, mens diffusjon er isotrop og involverer lateral diffusjon.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er Ion Implantation
- Definisjon, teori, teknikk, fordeler
2. Hva er diffusjon
- Definisjon, prosess
3. Hva er forskjellen mellom ionimplantasjon og diffusjon
- Sammenligning av nøkkelforskjeller
Nøkkelbegreper: Atom, Diffusjon, Dopant, Doping, Ion, Ion Implantation, Semiconductor
Hva er Ion Implantation
Ionimplantasjon er en lavtemperaturprosess som brukes til å endre kjemiske og fysiske egenskaper til et materiale. Denne prosessen innebærer akselerasjon av ioner av et bestemt element mot et mål for å endre målets kjemiske og fysiske egenskaper. Denne teknikken brukes hovedsakelig i halvlederanordning.
Accelererte ioner kan endre sammensetningen av målet (hvis disse ioner stopper og forblir i målet). De fysiske og kjemiske endringene i målet er et resultat av å treffe ionene ved høy energi.
Ion Implantation Technique
Ionimplantasjonsutstyr skal inneholde en ionkilde. Denne ionkilden gir ioner av det ønskede elementet. En akselerator brukes til å akselerere ionene til høy energi ved elektrostatiske midler. Disse ioner treffer målet, som er materialet som skal implanteres. Hver ion er enten et atom eller et molekyl. Mengden ioner som er implantert på målet, kalles dosen. Men siden strømmen som leveres for implantasjonen, er liten, kan dosen som kan bli implantert i en gitt tidsperiode også være liten. Derfor brukes denne teknikken der det kreves mindre kjemiske endringer.
En viktig anvendelse av ionimplantasjon er doping av halvledere. Doping er konseptet hvor urenheter blir introdusert til en halvleder for å endre halvlederens elektriske egenskaper.
Figur 1: En ionimplantasjonsmaskin
Fordeler med ion implantasjonsteknikk
Fordelene ved ionimplantasjon inkluderer presis kontroll av dose og dybde av profilen / implantasjonen. Det er en lav temperatur prosess, så det er ikke behov for varmebestandig utstyr. Andre fordeler inkluderer et bredt utvalg av maskeringsmaterialer (hvorfra ioner produseres) og utmerket sidedosis uniformitet.
Hva er diffusjon
Diffusjon kan defineres som bevegelse av urenheter inne i et stoff. Her er stoffet det vi kaller en halvleder. Denne teknikken er basert på konsentrasjonsgradienten av en bevegelig substans. Derfor er det utilsiktet. Men noen ganger er diffusjon forsettlig utført. Dette utføres i et system som kalles diffusjonsovn.
Dopant er et stoff som brukes til å produsere en ønsket elektrisk karakteristikk i en halvleder. Det er tre hovedformer av dopanter: gasser, væsker, faste stoffer. Imidlertid er gassformige dopemidler mye brukt i diffusjonsteknikken. Noen eksempler på gasskilder er AsH3, PH3, og b2H6.
Diffusjonsprosess
Det er to hovedtrinn av diffusjon som følger. Disse trinnene brukes til å lage dopede områder.
Pre-deponering (for dosekontroll)
I dette trinnet blir ønskede dopantatomer innført kontrollert på målet fra metoder som gassfase-diffusjoner og faste fase-diffusjoner.
Figur 2: Introduksjon av dopanten
Innkjøring (for profilkontroll)
I dette trinnet blir de introduserte dopantene drevet dypere inn i substansen uten å innføre ytterligere dopantatomer.
Forskjellen mellom ionimplantasjon og diffusjon
Definisjon
Ionimplantasjon: Ionimplantasjon er en lavtemperaturprosess som brukes til å endre kjemiske og fysiske egenskaper til et materiale.
Spredning: Diffusjon kan defineres som bevegelse av urenheter inne i et stoff.
Prosessens art
Ionimplantasjon: Ionimplantasjon er isotrop og veldig retningsbestemt.
Spredning: Diffusjon er isotropisk og omfatter hovedsakelig lateral diffusjon.
Temperaturbehov
Ionimplantasjon: Ionimplantasjon gjøres ved lave temperaturer.
Spredning: Diffusjon gjøres ved høye temperaturer.
Kontrollerer dopanten
Ionimplantasjon: Mengden dopemiddel kan styres i ionimplantasjoner.
Spredning: Mengden dopant kan ikke styres i diffusjon.
Skader
Ionimplantasjon: Ionimplantasjon kan noen ganger skade overflaten av målet.
Spredning: Diffusjon skader ikke overflaten av målet.
Koste
Ionimplantasjon: Ionimplantasjon er dyrere fordi det krever mer spesifikt utstyr.
Spredning: Diffusjon er billigere sammenlignet med ionimplantasjon.
Konklusjon
Ionimplantasjon og diffusjon er to teknikker brukt i produksjon av halvledere med noen andre materialer. Hovedforskjellen mellom ionimplantasjon og diffusjon er at ionimplantasjonen er isotrop og veldig retningsbestemt, mens diffusjon er isotrop og det er lateral diffusjon.
Henvisning:
1. "Ion implantation." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11. januar 2018, Tilgjengelig her.
2. Ionimplantasjon Versus Termisk Diffusjon. JHAT, tilgjengelig her.
Bilde Courtesy:
1. "Ion implanteringsmaskin på LAAS 0521" Av Guillaume Paumier (bruker: guillom) - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "MOSFET Produksjon - 1 - n-brønndiffusjon" Av Inductiveload - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
