Diffusion vs Ion Implantation
Tofauti kati ya uenezaji na upandikizaji wa ayoni inaweza kueleweka pindi tu unapoelewa usambaaji na upandikizaji wa ayoni ni nini. Kwanza kabisa, inapaswa kutajwa kuwa uenezaji na upandaji wa ion ni maneno mawili yanayohusiana na semiconductors. Ni mbinu zinazotumiwa kuanzisha atomi za dopant kwenye semiconductors. Makala haya yanahusu michakato hii miwili, tofauti zake kuu, faida na hasara.
Diffusion ni nini?
Diffusion ni mojawapo ya mbinu kuu zinazotumiwa kutambulisha uchafu kwenye semiconductors. Njia hii inazingatia mwendo wa dopant kwa kiwango cha atomiki na, kimsingi, mchakato hutokea kama matokeo ya gradient ya mkusanyiko. Mchakato wa kueneza unafanywa katika mifumo inayoitwa "tanuru za kueneza". Ni ghali kabisa na sahihi sana.
Kuna vyanzo vitatu vikuu vya dopanti: gesi, kioevu, na yabisi na vyanzo vya gesi ndivyo vinavyotumika sana katika mbinu hii (Vyanzo vya kuaminika na vinavyofaa: BF3, PH3, AsH3). Katika mchakato huu, gesi chanzo humenyuka ikiwa na oksijeni kwenye uso wa kaki na kusababisha oksidi ya dopant. Ifuatayo, huenea ndani ya Silicon, na kutengeneza mkusanyiko wa dopant sawa kwenye uso. Vyanzo vya kioevu vinapatikana katika aina mbili: viputo na spin kwenye dopant. Vipumuaji hubadilisha kioevu kuwa mvuke ili kuitikia pamoja na oksijeni na kisha kuunda oksidi ya dopant kwenye uso wa kaki. Spin kwenye dopanti ni miyeyusho ya umbo la kukausha kwa tabaka za SiO2. Vyanzo imara vinajumuisha aina mbili: fomu ya kibao au punjepunje na fomu ya diski au kaki. Diski za Boroni nitridi (BN) hutumiwa kwa kawaida chanzo kigumu ambacho kinaweza kuoksidishwa kwa 750 – 1100 0C.
Mgawanyiko rahisi wa dutu (bluu) kutokana na upinde rangi wa mkusanyiko kwenye utando unaoweza kupenyeza nusu (pinki).
Upandikizaji wa Ion ni nini?
Upandikizaji wa ion ni mbinu nyingine ya kutambulisha uchafu (dopanti) kwa semiconductors. Ni mbinu ya joto la chini. Hii inachukuliwa kuwa mbadala wa uenezaji wa joto la juu kwa kuanzisha dopants. Katika mchakato huu, boriti ya ions yenye nguvu nyingi inalenga semiconductor inayolengwa. Migongano ya ioni na atomi za kimiani husababisha kuvuruga kwa muundo wa fuwele. Hatua inayofuata ni kuchuja, ambayo inafuatwa ili kurekebisha tatizo la upotoshaji.
Baadhi ya manufaa ya mbinu ya upandikizaji wa ayoni ni pamoja na udhibiti sahihi wa wasifu na kipimo cha kina, ambayo ni nyeti sana kwa taratibu za kusafisha uso, na ina uteuzi mpana wa nyenzo za barakoa kama vile kizuia picha, poly-Si, oksidi na chuma.
Kuna tofauti gani kati ya Diffusion na Ion Implantation?
• Katika mgawanyiko, chembe huenezwa kwa mwendo wa nasibu kutoka maeneo ya mkusanyiko wa juu hadi maeneo ya mkusanyiko wa chini. Upandikizaji wa ioni huhusisha kulipuka kwa sehemu ndogo na ayoni, kuharakisha hadi kasi ya juu zaidi.
• Manufaa: Usambazaji hauleti uharibifu wowote na uundaji wa bechi pia unawezekana. Uwekaji wa ion ni mchakato wa joto la chini. Inakuwezesha kudhibiti kipimo sahihi na kina. Uwekaji wa ioni pia unawezekana kupitia tabaka nyembamba za oksidi na nitridi. Pia inajumuisha muda mfupi wa mchakato.
• Hasara: Usambaaji ni mdogo kwa umumunyifu mgumu na ni mchakato wa halijoto ya juu. Makutano ya kina na kipimo cha chini ni ngumu katika mchakato wa kueneza. Uwekaji wa ioni hujumuisha gharama ya tangazo kwa mchakato wa kuchuja.
• Usambazaji una wasifu wa dopant ya isotropiki ilhali upachikaji wa ayoni una wasifu wa kidopanti cha anisotropiki.
Muhtasari:
Upandikizaji wa Ion dhidi ya Usambazaji
Usambazaji na upandikizaji wa ioni ni mbinu mbili za kutambulisha uchafu kwa semiconductors (Silicon – Si) ili kudhibiti aina nyingi za mtoa huduma na ustahimilivu wa tabaka. Katika mgawanyiko, atomi za dopant husogea kutoka kwenye uso hadi kwenye Silikoni kwa njia ya gradient ya ukolezi. Ni kupitia njia mbadala au unganishi za uenezaji. Katika upandikizaji wa ioni, atomi za dopant huongezwa kwa nguvu kwenye Silikoni kwa kudunga boriti ya ioni yenye nguvu. Usambazaji ni mchakato wa joto la juu wakati uwekaji wa ioni ni mchakato wa joto la chini. Mkusanyiko wa dopant na kina cha makutano vinaweza kudhibitiwa katika upandikizaji wa ioni, lakini hauwezi kudhibitiwa katika mchakato wa usambaaji. Usambazaji una wasifu wa kidopanti cha isotropiki ilhali upandikizaji wa ioni una wasifu wa kidopanti cha anisotropiki.
