Diffuziya vs İon İmplantasiyası
Diffuziya və ion implantasiyası arasındakı fərq, diffuziya və ion implantasiyasının nə olduğunu başa düşdükdən sonra başa düşülə bilər. Əvvəlcə qeyd etmək lazımdır ki, diffuziya və ion implantasiyası yarımkeçiricilərlə əlaqəli iki termindir. Bunlar dopant atomlarını yarımkeçiricilərə daxil etmək üçün istifadə olunan üsullardır. Bu məqalə iki proses, onların əsas fərqləri, üstünlükləri və mənfi cəhətləri haqqındadır.
Diffuziya nədir?
Diffuziya yarımkeçiricilərə çirkləri daxil etmək üçün istifadə edilən əsas üsullardan biridir. Bu üsul qatqının atom miqyasında hərəkətini nəzərə alır və əsasən proses konsentrasiya qradiyenti nəticəsində baş verir. Diffuziya prosesi “diffuziya sobaları” adlanan sistemlərdə həyata keçirilir. Bu, kifayət qədər bahalı və çox dəqiqdir.
Üç əsas qatqı mənbəyi var: qaz, maye və bərk maddələr və qazlı mənbələr bu texnikada ən çox istifadə olunanlardır (Etibarlı və rahat mənbələr: BF3, PH3, ASH3). Bu prosesdə mənbə qazı vafli səthində oksigenlə reaksiya verir və nəticədə əlavə oksid yaranır. Sonra, silikona yayılır və səthdə vahid qatqı konsentrasiyası əmələ gətirir. Maye mənbələri iki formada mövcuddur: bubblers və spin on dopant. Bubblers mayeni oksigenlə reaksiya vermək üçün buxara çevirir və sonra vafli səthində əlavə oksid əmələ gətirir. Spin on dopants SiO2 qatların qurudulması məhlullarıdır. Bərk mənbələrə iki forma daxildir: tablet və ya dənəvər forma və disk və ya vafli forma. Bor nitridi (BN) diskləri 750 – 1100 0C-də oksidləşə bilən ən çox istifadə edilən bərk mənbədir.
Yarıkeçirici membran (çəhrayı) üzərində konsentrasiya qradientinə görə maddənin sadə diffuziyası (mavi).
İon İmplantasiyası nədir?
İon implantasiyası yarımkeçiricilərə çirkləri (təsirləndirici maddələr) daxil etmək üçün başqa bir üsuldur. Bu, aşağı temperatur texnikasıdır. Bu, əlavə maddələrin tətbiqi üçün yüksək temperatur diffuziyasına alternativ hesab olunur. Bu prosesdə yüksək enerjili ionlardan ibarət şüa hədəf yarımkeçiriciyə yönəldilir. İonların qəfəs atomları ilə toqquşması kristal quruluşunun pozulması ilə nəticələnir. Növbəti addım təhrif problemini düzəltmək üçün təqib edilən yumşalmadır.
İon implantasiyası texnikasının bəzi üstünlükləri dərinlik profilinə və dozaya dəqiq nəzarət, səth təmizləmə prosedurlarına daha az həssasdır və fotorezist, poli-Si, oksidlər və metal kimi maska materiallarının geniş seçiminə malikdir.
Diffuziya və İon İmplantasiyası arasındakı fərq nədir?
• Diffuziyada hissəciklər yüksək konsentrasiyalı bölgələrdən aşağı konsentrasiyalı bölgələrə təsadüfi hərəkətlə yayılır. İon implantasiyası substratın ionlarla bombardman edilməsini və daha yüksək sürətlərə çatmasını nəzərdə tutur.
• Üstünlüklər: Diffuziya heç bir zərər yaratmır və toplu istehsal da mümkündür. İon implantasiyası aşağı temperaturlu bir prosesdir. Bu, dəqiq doza və dərinliyi idarə etməyə imkan verir. İon implantasiyası oksidlərin və nitridlərin nazik təbəqələri vasitəsilə də mümkündür. Buraya qısa proses vaxtları da daxildir.
• Dezavantajlar: Diffuziya bərk həllolma ilə məhdudlaşır və bu, yüksək temperaturlu prosesdir. Dayaz birləşmələr və aşağı dozalar diffuziya prosesini çətinləşdirir. İon implantasiyası tavlama prosesi üçün əlavə xərc tələb edir.
• Diffuziya izotrop əlavə profilə malikdir, ion implantasiyası isə anizotrop əlavə profilinə malikdir.
Xülasə:
İon İmplantasiyası vs Diffuziya
Diffuziya və ion implantasiyası, daşıyıcının əksər növünü və təbəqələrin müqavimətini idarə etmək üçün yarımkeçiricilərə (Silicon – Si) çirkləri daxil etməyin iki üsuludur. Diffuziyada dopant atomları konsentrasiya qradiyenti vasitəsilə səthdən silikona keçir. Bu, əvəzedici və ya interstisial diffuziya mexanizmləri vasitəsilə həyata keçirilir. İon implantasiyası zamanı dopant atomları enerjili bir ion şüası yeritməklə Silikona güclə əlavə edilir. Diffuziya yüksək temperaturlu bir prosesdir, ion implantasiyası isə aşağı temperaturlu bir prosesdir. Dopant konsentrasiyası və birləşmə dərinliyi ion implantasiyasında idarə oluna bilər, lakin diffuziya prosesində nəzarət edilə bilməz. Diffuziya izotrop əlavə profilə malikdir, ion implantasiyası isə anizotrop əlavə profilə malikdir.
