الانتشار مقابل زرع الأيونات
يمكن فهم الفرق بين الانتشار وزرع الأيونات بمجرد فهم ماهية الانتشار وغرس الأيونات. بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن الانتشار وزرع الأيونات هما مصطلحان مرتبطان بأشباه الموصلات. إنها التقنيات المستخدمة لإدخال الذرات المشبعة في أشباه الموصلات. تتناول هذه المقالة العمليتين ، والاختلافات الرئيسية بينهما ، والمزايا والعيوب.
ما هو الانتشار؟
الانتشار هو أحد الأساليب الرئيسية المستخدمة لإدخال الشوائب في أشباه الموصلات. تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار حركة التثبيط الذري ، وتحدث العملية بشكل أساسي نتيجة لتدرج التركيز.تتم عملية الانتشار في أنظمة تسمى "أفران الانتشار". إنه مكلف إلى حد ما ودقيق للغاية.
هناك ثلاثة مصادر رئيسية للمنشطات: الغازية والسائلة والمواد الصلبة والمصادر الغازية هي المصدر الأكثر استخدامًا في هذه التقنية (المصادر الموثوقة والمريحة: BF3، PH3، AsH3). في هذه العملية ، يتفاعل غاز المصدر مع الأكسجين الموجود على سطح الرقاقة مما ينتج عنه أكسيد مثبط. بعد ذلك ، ينتشر في السيليكون ، مكونًا تركيزًا موحدًا للشاب عبر السطح. المصادر السائلة متوفرة في شكلين: الفقاعات وتدور على dopant. تقوم الفقاعات بتحويل السائل إلى بخار للتفاعل مع الأكسجين ومن ثم تكوين أكسيد مثبط على سطح الرقاقة. Spin on dopants عبارة عن حلول لتجفيف شكل مخدر SiO2طبقات. تشمل المصادر الصلبة شكلين: شكل قرص أو حبيبات وشكل قرص أو رقاقة. تعتبر أقراص نيتريد البورون (BN) هي المصدر الصلب الأكثر استخدامًا والذي يمكن أن يتأكسد عند 750-11000C.
انتشار بسيط لمادة (أزرق) بسبب تدرج تركيز عبر غشاء شبه منفذ (وردي).
ما هو زرع ايون؟
زراعة الأيونات هي تقنية أخرى لإدخال الشوائب (dopants) إلى أشباه الموصلات. إنها تقنية ذات درجة حرارة منخفضة. يعتبر هذا بديلاً للانتشار عالي الحرارة لإدخال المنشطات. في هذه العملية ، يتم توجيه حزمة من الأيونات عالية الطاقة إلى أشباه الموصلات المستهدفة. ينتج عن تصادم الأيونات مع ذرات الشبكة تشويه التركيب البلوري. الخطوة التالية هي التلدين ، والتي يتم اتباعها لتصحيح مشكلة التشويه.
تتضمن بعض مزايا تقنية غرس الأيونات التحكم الدقيق في ملف تعريف العمق والجرعة ، وأقل حساسية لإجراءات تنظيف السطح ، ولديها مجموعة واسعة من مواد القناع مثل مقاوم الضوء ، والبولي سي ، والأكاسيد ، والمعادن.
ما الفرق بين الانتشار وزرع الأيونات؟
• في الانتشار ، تنتشر الجسيمات من خلال حركة عشوائية من مناطق التركيز الأعلى إلى مناطق التركيز المنخفض. يتضمن غرس الأيونات قصف الركيزة بالأيونات ، والتسارع إلى سرعات أعلى.
• المزايا: لا يسبب الانتشار أي ضرر ويمكن أيضًا تصنيع الدُفعات. غرس الأيونات هو عملية ذات درجة حرارة منخفضة. يسمح لك بالتحكم في الجرعة الدقيقة والعمق. يمكن أيضًا زرع الأيونات من خلال الطبقات الرقيقة من الأكاسيد والنتريد. كما يتضمن أوقات معالجة قصيرة.
• العيوب: يقتصر الانتشار على الذوبان الصلب وهي عملية ذات درجة حرارة عالية. الوصلات الضحلة والجرعات المنخفضة صعبة في عملية الانتشار. يتضمن غرس الأيونات تكلفة إضافية لعملية التلدين.
• الانتشار له صورة شائبة متناحرة في حين أن غرس الأيونات له ملف تعريف متباين الخواص.
ملخص:
زرع الأيونات مقابل الانتشار
الانتشار وزرع الأيونات طريقتان لإدخال الشوائب إلى أشباه الموصلات (السيليكون - Si) للتحكم في غالبية نوع الناقل ومقاومة الطبقات. في الانتشار ، تنتقل الذرات المخدرة من السطح إلى السيليكون عن طريق تدرج التركيز. إنه عبر آليات الانتشار البديلة أو الخلالي. في عملية زرع الأيونات ، تُضاف الذرات الشائبة بقوة إلى السيليكون عن طريق حقن شعاع أيون نشط. الانتشار هو عملية ذات درجة حرارة عالية بينما غرس الأيونات هو عملية ذات درجة حرارة منخفضة. يمكن التحكم في تركيز المنشطات وعمق الوصلة في غرس الأيونات ، لكن لا يمكن التحكم فيهما في عملية الانتشار. يحتوي الانتشار على ملف تعريف خواص الخواص بينما يحتوي غرس الأيونات على ملف تعريف متباين الخواص.
