Диффузияга каршы иондук имплантация
Диффузия менен ион имплантациясынын ортосундагы айырманы диффузия менен ион имплантациясынын эмне экенин түшүнгөндөн кийин түшүнүүгө болот. Биринчиден, диффузия жана ион имплантациялоо жарым өткөргүчтөр менен байланышкан эки термин экенин белгилей кетүү керек. Алар жарым өткөргүчтөргө кошумча атомдорду киргизүү үчүн колдонулган ыкмалар. Бул макалада эки процесс, алардын негизги айырмачылыктары, артыкчылыктары жана кемчиликтери жөнүндө.
Диффузия деген эмне?
Диффузия – жарым өткөргүчтөргө аралашмаларды киргизүү үчүн колдонулган негизги ыкмалардын бири. Бул методдопанттын атомдук масштабдагы кыймылы каралат жана негизинен процесс концентрация градиентинин натыйжасында болот. Диффузия процесси "диффузия мештери" деп аталган системаларда жүргүзүлөт. Бул кыйла кымбат жана абдан так.
Кошумча заттардын үч негизги булагы бар: газ, суюк жана катуу заттар жана газ түрүндөгү булактар бул техникада эң кеңири колдонулганы (Ишенимдүү жана ыңгайлуу булактар: BF3, PH3, ASH3). Бул процессте булак газы вафли бетиндеги кычкылтек менен реакцияга кирип, кошумча оксид пайда болот. Андан кийин, ал кремнийге таралып, бетинде бирдей кошулма концентрациясын түзөт. Суюктук булактары эки формада болот: көбүкчөлөр жана допантка айлануу. Көпүргүчтөр кычкылтек менен аракеттенүү үчүн суюктукту бууга айландырышат, андан кийин пластинанын бетинде кошумча оксид пайда кылышат. Spin on dopants SiO2 катмарларды кургатуу үчүн эритмелер. Катуу булактар эки форманы камтыйт: планшет же гранул форма жана диск же пластинка формасы. Бор нитриди (BN) дисктери көбүнчө 750 – 1100 0C кычкылданышы мүмкүн болгон катуу булак болуп саналат.
Жарым өткөргүч мембранадагы концентрация градиентинен улам заттын жөнөкөй диффузиясы (көк).
Иондук имплантация деген эмне?
Иондук имплантация – жарым өткөргүчтөргө аралашмаларды (кошумчаларды) киргизүүнүн дагы бир ыкмасы. Бул төмөнкү температура техникасы. Бул кошумча заттарды киргизүү үчүн жогорку температурадагы диффузияга альтернатива катары каралат. Бул процессте жогорку энергиялуу иондордун нуру максаттуу жарым өткөргүчкө багытталган. Иондордун торчо атомдору менен кагылышуусу кристалл структурасынын бузулушуна алып келет. Кийинки кадам - бурмалоо маселесин оңдоо үчүн жылдыруу.
Ион имплантациялоо техникасынын кээ бир артыкчылыктарына тереңдик профилин жана дозасын так көзөмөлдөө кирет, бетти тазалоо процедураларына анча сезгич эмес жана фоторезист, поли-Si, оксиддер жана металл сыяктуу маска материалдарынын кеңири тандоосу бар.
Диффузия менен иондук имплантациянын ортосунда кандай айырма бар?
• Диффузияда бөлүкчөлөр жогорку концентрациялуу аймактардан азыраак концентрациялуу аймактарга туш келди кыймыл аркылуу таралат. Иондук имплантация субстратты иондор менен бомбалоону камтыйт жана жогорку ылдамдыкка чейин тездетет.
• Артыкчылыктары: Диффузия эч кандай зыян келтирбейт жана партияны даярдоо да мүмкүн. Иондук имплантация төмөнкү температурадагы процесс. Бул так дозасын жана тереңдигин көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет. Иондук имплантация оксиддердин жана нитриддердин жука катмарлары аркылуу да мүмкүн. Ал ошондой эле кыска процесс убакыттарын камтыйт.
• Кемчиликтери: Диффузия катуу эригичтик менен чектелген жана бул жогорку температура процесси. Тайыз кошулмалар жана аз дозалар диффузия процессин кыйындатат. Иондук имплантация күйгүзүү процессине кошумча чыгымды талап кылат.
• Диффузия изотроптук кошулма профилине ээ, ал эми ион имплантациясында анизотроптук кошулма профили бар.
Корытынды:
Иондук имплантация жана диффузия
Диффузия жана ион имплантациялоо – бул ташуучунун көпчүлүк түрүн жана катмарлардын каршылыгын көзөмөлдөө үчүн жарым өткөргүчтөргө (Кремний – Si) кирлерди киргизүүнүн эки ыкмасы. Диффузияда кошумча атомдор концентрация градиентинин жардамы менен бетинен кремнийге өтөт. Бул алмаштыруучу же интерстициалдык диффузия механизмдери аркылуу. Иондорду имплантациялоодо кошумча атомдор кремнийге энергиялуу ион нурун киргизүү менен күчтөп кошулат. Диффузия жогорку температура процесси, ал эми иондук имплантация төмөнкү температура процесси. Допанттын концентрациясын жана кошулуу тереңдигин ион имплантациясында көзөмөлдөөгө болот, бирок диффузия процессинде аны көзөмөлдөө мүмкүн эмес. Диффузия изотроптук кошулма профилине ээ, ал эми ион имплантациясында анизотроптук кошулма профили бар.
