Perbedaan Antara Difusi dan Implantasi Ion
Share
Difusi vs Implantasi Ion
Perbedaan antara difusi dan implantasi ion dapat dipahami setelah Anda memahami apa difusi dan implantasi ion. Pertama-tama, harus disebutkan bahwa difusi dan implantasi ion adalah dua istilah yang terkait dengan semikonduktor. Mereka adalah teknik yang digunakan untuk memasukkan atom dopan ke dalam semikonduktor. Artikel ini adalah tentang dua proses, perbedaan utama mereka, kelebihan, dan kekurangan.
Apa itu Difusi??
Difusi adalah salah satu teknik utama yang digunakan untuk memasukkan kotoran ke dalam semikonduktor. Metode ini mempertimbangkan gerakan dopan pada skala atom dan, pada dasarnya, proses terjadi sebagai akibat dari gradien konsentrasi. Proses difusi dilakukan dalam sistem yang disebut "tungku difusi” Itu cukup mahal dan sangat akurat.
Ada tiga sumber utama dopan: gas, cair, dan padatan dan sumber gas adalah yang paling banyak digunakan dalam teknik ini (Sumber yang dapat dipercaya dan nyaman: BF3, PH3, Abu3). Dalam proses ini, gas sumber bereaksi dengan oksigen pada permukaan wafer yang menghasilkan oksida dopan. Selanjutnya, berdifusi menjadi Silikon, membentuk konsentrasi dopan yang seragam di seluruh permukaan. Sumber cairan tersedia dalam dua bentuk: bubbler dan spin on dopant. Bubblers mengubah cairan menjadi uap untuk bereaksi dengan oksigen dan kemudian membentuk oksida dopan pada permukaan wafer. Spin on dopants adalah solusi pengeringan bentuk doping SiO2 lapisan. Sumber solid termasuk dua bentuk: bentuk tablet atau granular dan bentuk cakram atau wafer. Cakram boron nitrida (BN) adalah sumber padat yang paling umum digunakan yang dapat dioksidasi pada 750 - 1100 0C.
Difusi sederhana suatu zat (biru) karena gradien konsentrasi melintasi membran semi-permeabel (merah muda).
Apa itu Implantasi Ion??
Implantasi ion adalah teknik lain untuk memasukkan pengotor (dopan) ke semikonduktor. Ini adalah teknik suhu rendah. Ini dianggap sebagai alternatif untuk difusi suhu tinggi untuk memperkenalkan dopan. Dalam proses ini, seberkas ion yang sangat energik ditujukan ke semikonduktor target. Tabrakan ion dengan atom kisi mengakibatkan distorsi struktur kristal. Langkah selanjutnya adalah anil, yang diikuti untuk memperbaiki masalah distorsi.
Beberapa keuntungan dari teknik implantasi ion termasuk kontrol yang tepat dari profil kedalaman dan dosis, kurang sensitif terhadap prosedur pembersihan permukaan, dan memiliki berbagai pilihan bahan masker seperti photoresist, poli-Si, oksida, dan logam.
Apa perbedaan antara Difusi dan Implantasi Ion?
• Dalam difusi, partikel tersebar melalui gerakan acak dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah. Implantasi ion melibatkan pengeboman substrat dengan ion, mempercepat ke kecepatan yang lebih tinggi.
• Keuntungan: Difusi tidak menimbulkan kerusakan dan pembuatan bets juga dimungkinkan. Implantasi ion adalah proses suhu rendah. Ini memungkinkan Anda untuk mengontrol dosis dan kedalaman yang tepat. Implantasi ion juga dimungkinkan melalui lapisan tipis oksida dan nitrida. Ini juga termasuk waktu proses yang singkat.
• Kekurangan: Difusi terbatas pada kelarutan padat dan ini merupakan proses bersuhu tinggi. Persimpangan dangkal dan dosis rendah merupakan proses difusi yang sulit. Implantasi ion melibatkan biaya tambahan untuk proses anil.
• Difusi memiliki profil dopan isotropik sedangkan implantasi ion memiliki profil dopan anisotropik.
Ringkasan:
Implantasi Ion vs Difusi
Difusi dan implantasi ion adalah dua metode untuk memperkenalkan pengotor pada semikonduktor (Silicon - Si) untuk mengontrol tipe mayoritas pembawa dan resistivitas lapisan. Dalam difusi, atom dopan bergerak dari permukaan ke silikon melalui gradien konsentrasi. Ini melalui mekanisme difusi substitusi atau interstitial. Dalam implantasi ion, atom dopan ditambahkan secara paksa ke dalam Silikon dengan menyuntikkan berkas ion yang energetik. Difusi adalah proses suhu tinggi sedangkan implantasi ion adalah proses suhu rendah. Konsentrasi dopan dan kedalaman sambungan dapat dikontrol dalam implantasi ion, tetapi tidak dapat dikontrol dalam proses difusi. Difusi memiliki profil dopan isotropik sedangkan implantasi ion memiliki profil dopan anisotropik.
Gambar:
- Difusi sederhana suatu zat (biru) karena gradien konsentrasi melintasi membran semi-permeable (pink) oleh Elizabeth2424 (CC BY-SA 3.0)
