Diferencia entre difusión e implantación de iones
Difusión vs implantación de iones
La diferencia entre la difusión y la implantación de iones se puede entender una vez que comprende qué difusión e implantación de iones. En primer lugar, debe mencionarse que la difusión y la implantación de iones son dos términos relacionados con los semiconductores. Son las técnicas utilizadas para introducir átomos dopantes en semiconductores. Este artículo trata sobre los dos procesos, sus principales diferencias, ventajas y desventajas.
Que es la difusión?
La difusión es una de las principales técnicas utilizadas para introducir impurezas en semiconductores. Este método considera el movimiento de dopante a escala atómica y, básicamente, el proceso ocurre como resultado del gradiente de concentración. El proceso de difusión se lleva a cabo en sistemas llamados "hornos de difusión". Es bastante costoso y muy preciso.
Hay Tres fuentes principales de dopantes: gaseoso, líquido y sólidos y el fuentes gaseosas son los más utilizados en esta técnica (fuentes confiables y convenientes: bf3, Ph3, Ceniza3). En este proceso, el gas de origen reacciona con oxígeno en la superficie de la oblea, lo que resulta en un óxido dopante. A continuación, se difunde en silicio, formando una concentración de dopante uniforme en la superficie. Fuentes líquidas están disponibles en dos formas: bubblers y girar en dopant. Los burbujeadores convierten el líquido en un vapor para reaccionar con oxígeno y luego para formar un óxido dopante en la superficie de la oblea. Girar en los dopantes son soluciones de secado de sio dopado2 capas. Fuentes sólidas Incluya dos formas: tableta o forma granular y forma de disco o oblea. Los discos de nitruro de boro (BN) se usan más comúnmente una fuente sólida que se puede oxidar a 750 - 1100 0C.
Difusión simple de una sustancia (azul) debido a un gradiente de concentración en una membrana semipermeable (rosa).
¿Qué es la implantación de iones??
La implantación de iones es otra técnica para introducir impurezas (dopantes) a los semiconductores. Es una técnica de baja temperatura. Esto se considera como una alternativa a la difusión de alta temperatura para la introducción de dopantes. En este proceso, un haz de iones altamente enérgicos está dirigido al semiconductor objetivo. Las colisiones de los iones con los átomos de la red dan como resultado la distorsión de la estructura cristalina. El siguiente paso es el recocido, que se sigue para rectificar el problema de la distorsión.
Algunas ventajas de la técnica de implantación de iones incluyen un control preciso del perfil de profundidad y la dosis, menos sensibles a los procedimientos de limpieza de superficies, y tiene una amplia selección de materiales de máscaras como fotorresistentes, poli-si, óxidos y metal.
¿Cuál es la diferencia entre difusión e implantación de iones??
• En la difusión, las partículas se extienden a través del movimiento aleatorio desde regiones de mayor concentración hasta regiones de menor concentración. La implantación de iones implica el bombardeo del sustrato con iones, acelerando a velocidades más altas.
• Ventajas: La difusión no crea daño y la fabricación por lotes también es posible. La implantación de iones es un proceso de baja temperatura. Le permite controlar la dosis precisa y la profundidad. La implantación de iones también es posible a través de las delgadas capas de óxidos y nitruros. También incluye tiempos de proceso cortos.
• Desventajas: La difusión se limita a la solubilidad sólida y es un proceso de alta temperatura. Las uniones poco profundas y las dosis bajas son difíciles del proceso de difusión. La implantación de iones implica un costo publicitario para el proceso de recocido.
• La difusión tiene un perfil dopante isotrópico, mientras que la implantación de iones tiene un perfil de dopante anisotrópico.
Resumen:
Implantación de iones versus difusión
La difusión y la implantación de iones son dos métodos para introducir impurezas a los semiconductores (silicio - Si) para controlar el tipo de mayoría del portador y la resistividad de las capas. En difusión, los átomos dopantes se mueven de la superficie a la silicio por medio del gradiente de concentración. Es a través de mecanismos de difusión sustitucionales o intersticiales. En la implantación de iones, los átomos dopantes se agregan con fuerza al silicio inyectando un haz de iones enérgicos. La difusión es un proceso de alta temperatura, mientras que la implantación de iones es un proceso de baja temperatura. La concentración de dopante y la profundidad de la unión se pueden controlar en la implantación de iones, pero no se puede controlar en el proceso de difusión. La difusión tiene un perfil dopante isotrópico, mientras que la implantación de iones tiene un perfil dopante anisotrópico.
Imágenes Cortesía:
- Difusión simple de una sustancia (azul) debido a un gradiente de concentración en una membrana semipermeable (rosa) por Elizabeth2424 (CC BY-SA 3.0)
