Diferencia entre la difusión y la implantación de iones
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Difusión vs Implantación Iónica
La diferencia entre la difusión y la implantación de iones puede entenderse una vez que entienda qué es la difusión y la 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..
¿Qué es la difusión??
La difusión es una de las principales técnicas utilizadas para introducir impurezas en los semiconductores. Este método considera el movimiento del dopante a escala atómica y, básicamente, el proceso sucede como resultado del gradiente de concentración. El proceso de difusión se realiza en sistemas denominados “hornos de difusión". Es bastante caro y muy preciso..
Existen Tres fuentes principales de dopantes.: gaseosos, líquidos y sólidos y el fuentes gaseosas son las más utilizadas en esta técnica (fuentes confiables y convenientes: BF3, PH3, Ceniza3). En este proceso, el gas de origen reacciona con el oxígeno en la superficie de la oblea dando como resultado un óxido dopante. A continuación, se difunde en silicio, formando una concentración uniforme de dopante en toda la superficie.. Fuentes liquidas Están disponibles en dos formas: burbujeantes y giros en dopante. Los burbujeadores convierten el líquido en vapor para reaccionar con el oxígeno y luego forman un óxido dopante en la superficie de la oblea. Spin on dopants son soluciones de secado de SiO dopadas.2 capas. Fuentes sólidas Incluye dos formas: tableta o forma granular y disco o forma de oblea. Los discos de nitruro de boro (BN) son la fuente sólida más comúnmente utilizada que se puede oxidar a 750 - 1100 0do.
Difusión simple de una sustancia (azul) debido a un gradiente de concentración a través de una membrana semipermeable (rosa).
¿Qué es la implantación de iones??
La implantación de iones es otra técnica de introducción de impurezas (dopantes) a los semiconductores. Es una técnica de baja temperatura. Esto se considera como una alternativa a la difusión a alta temperatura para la introducción de dopantes. En este proceso, un haz de iones altamente energético se dirige al semiconductor objetivo. Las colisiones de los iones con los átomos de la red resultan en la distorsión de la estructura cristalina. El siguiente paso es el recocido, que se sigue para corregir el problema de distorsión.
Algunas ventajas de la técnica de implantación de iones incluyen el control preciso del perfil de profundidad y la dosificación, menos sensibles a los procedimientos de limpieza de superficies, y tiene una amplia selección de materiales de mascarilla como fotoprotector, poli-Si, óxidos y metales..
¿Cuál es la diferencia entre la difusión y la implantación de iones??
• En la difusión, las partículas se propagan a través del movimiento aleatorio desde regiones de mayor concentración a 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 daños y la fabricación por lotes también es posible. La implantación de iones es un proceso de baja temperatura. Te permite controlar la dosis precisa y la profundidad. La implantación de iones también es posible a través de las capas delgadas de óxidos y nitruros. También incluye tiempos de proceso cortos..
• Desventajas: La difusión se limita a la solubilidad de los sólidos y es un proceso de alta temperatura. Uniones poco profundas y dosis bajas dificultan el proceso de difusión. La implantación de iones implica un costo adicional para el proceso de recocido.
• La difusión tiene un perfil dopante isotrópico, mientras que la implantación de iones tiene un perfil dopante anisotrópico.
Resumen:
Implantación de iones frente a difusión
La difusión y la implantación de iones son dos métodos de introducción de impurezas a los semiconductores (silicio - Si) para controlar la mayoría del tipo de portador y la resistividad de las capas. En la difusión, los átomos dopantes se mueven desde la superficie hacia el silicio por medio del gradiente de concentración. Es a través de mecanismos sustitutivos o de difusión intersticial. En la implantación de iones, los átomos dopantes se agregan con fuerza al silicio inyectando un haz de iones energéticos. 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.
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