ডিফিউশন বনাম আয়ন ইমপ্লান্টেশন
ডিফিউশন এবং আয়ন ইমপ্লান্টেশনের মধ্যে পার্থক্য বোঝা যাবে একবার আপনি যখন ডিফিউশন এবং আয়ন ইমপ্লান্টেশন তা বুঝতে পারবেন। প্রথমত, এটি উল্লেখ করা উচিত যে প্রসারণ এবং আয়ন ইমপ্লান্টেশন দুটি শব্দ অর্ধপরিবাহী সম্পর্কিত। এগুলি সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে ডোপান্ট পরমাণু প্রবর্তনের জন্য ব্যবহৃত কৌশল। এই নিবন্ধটি দুটি প্রক্রিয়া, তাদের প্রধান পার্থক্য, সুবিধা এবং অসুবিধা সম্পর্কে।
ডিফিউশন কি?
ডিফিউশন হল সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে অমেধ্য প্রবর্তনের জন্য ব্যবহৃত প্রধান কৌশলগুলির মধ্যে একটি। এই পদ্ধতিটি পারমাণবিক স্কেলে ডোপান্টের গতি বিবেচনা করে এবং মূলত, প্রক্রিয়াটি ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের ফলে ঘটে।ডিফিউশন প্রক্রিয়া "ডিফিউশন ফার্নেস" নামক সিস্টেমে সঞ্চালিত হয়। এটি মোটামুটি ব্যয়বহুল এবং খুব সঠিক।
ডোপ্যান্টের তিনটি প্রধান উত্স রয়েছে: বায়বীয়, তরল এবং কঠিন এবং এই কৌশলটিতে বায়বীয় উত্সগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত হয় (নির্ভরযোগ্য এবং সুবিধাজনক উত্স: BF3, PH3, AsH3)। এই প্রক্রিয়ায়, উৎস গ্যাস ওয়েফার পৃষ্ঠে অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে যার ফলে ডোপ্যান্ট অক্সাইড হয়। এর পরে, এটি সিলিকনে ছড়িয়ে পড়ে, পৃষ্ঠ জুড়ে একটি অভিন্ন ডোপ্যান্ট ঘনত্ব তৈরি করে। তরল উত্স দুটি আকারে পাওয়া যায়: বুদবুদ এবং ডোপান্টে স্পিন। বুদবুদগুলি অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করার জন্য তরলকে বাষ্পে রূপান্তরিত করে এবং তারপর ওয়েফার পৃষ্ঠে একটি ডোপান্ট অক্সাইড তৈরি করে। ডোপেন্টের উপর ঘূর্ণন হল ডোপড SiO2 স্তরের শুকানোর সমাধান। কঠিন উত্স দুটি ফর্ম অন্তর্ভুক্ত: ট্যাবলেট বা দানাদার ফর্ম এবং ডিস্ক বা ওয়েফার ফর্ম। বোরন নাইট্রাইড (BN) ডিস্কগুলি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত কঠিন উত্স যা 750 - 1100 0C এ অক্সিডাইজ করা যেতে পারে।
একটি আধা-ভেদ্য ঝিল্লি (গোলাপী) জুড়ে ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের কারণে একটি পদার্থের সরল প্রসারণ (নীল)।
আয়ন ইমপ্লান্টেশন কি?
আয়ন ইমপ্লান্টেশন অর্ধপরিবাহীতে অমেধ্য (ডোপ্যান্ট) প্রবর্তনের আরেকটি কৌশল। এটি একটি নিম্ন-তাপমাত্রার কৌশল। এটি ডোপ্যান্ট প্রবর্তনের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রার প্রসারণের বিকল্প হিসাবে বিবেচিত হয়। এই প্রক্রিয়ায়, অত্যন্ত শক্তিশালী আয়নগুলির একটি মরীচি লক্ষ্য অর্ধপরিবাহীকে লক্ষ্য করে। জালি পরমাণুর সাথে আয়নগুলির সংঘর্ষের ফলে স্ফটিক কাঠামোর বিকৃতি ঘটে। পরবর্তী ধাপ হল অ্যানিলিং, যা বিকৃতির সমস্যা সমাধানের জন্য অনুসরণ করা হয়।
আয়ন ইমপ্লান্টেশন কৌশলের কিছু সুবিধার মধ্যে রয়েছে গভীরতা প্রোফাইল এবং মাত্রার সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ, পৃষ্ঠ পরিষ্কারের পদ্ধতির প্রতি কম সংবেদনশীল, এবং এতে ফটোরসিস্ট, পলি-সি, অক্সাইড এবং ধাতুর মতো মুখোশ সামগ্রীর বিস্তৃত নির্বাচন রয়েছে।
ডিফিউশন এবং আয়ন ইমপ্লান্টেশনের মধ্যে পার্থক্য কী?
• ডিফিউশনে, কণাগুলি এলোমেলো গতির মাধ্যমে উচ্চ ঘনত্বের অঞ্চল থেকে নিম্ন ঘনত্বের অঞ্চলে ছড়িয়ে পড়ে। আয়ন ইমপ্লান্টেশনে আয়ন দিয়ে সাবস্ট্রেটের বোমাবর্ষণ জড়িত, উচ্চ বেগে ত্বরান্বিত হয়।
• সুবিধা: ডিফিউশন কোনো ক্ষতি করে না এবং ব্যাচ ফেব্রিকেশনও সম্ভব। আয়ন ইমপ্লান্টেশন একটি নিম্ন-তাপমাত্রা প্রক্রিয়া। এটি আপনাকে সুনির্দিষ্ট ডোজ এবং গভীরতা নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়। অক্সাইড এবং নাইট্রাইডের পাতলা স্তরের মাধ্যমেও আয়ন ইমপ্লান্টেশন সম্ভব। এতে সংক্ষিপ্ত প্রক্রিয়ার সময়ও অন্তর্ভুক্ত।
• অসুবিধা: ডিফিউশন কঠিন দ্রবণীয়তার মধ্যে সীমাবদ্ধ এবং এটি একটি উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়া। অগভীর জংশন এবং কম ডোজ ছড়িয়ে দেওয়ার প্রক্রিয়াটি কঠিন। আয়ন ইমপ্লান্টেশনে অ্যানিলিং প্রক্রিয়ার জন্য একটি বিজ্ঞাপনগত খরচ জড়িত।
• ডিফিউশনের একটি আইসোট্রপিক ডোপান্ট প্রোফাইল থাকে যেখানে আয়ন ইমপ্লান্টেশনের একটি অ্যানিসোট্রপিক ডোপান্ট প্রোফাইল থাকে৷
সারাংশ:
আয়ন ইমপ্লান্টেশন বনাম ডিফিউশন
ডিফিউশন এবং আয়ন ইমপ্লান্টেশন হল সেমিকন্ডাক্টর (সিলিকন – Si) তে অমেধ্য প্রবর্তনের দুটি পদ্ধতি যা সংখ্যাগরিষ্ঠ ধরণের ক্যারিয়ার এবং স্তরগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা নিয়ন্ত্রণ করতে। প্রসারণে, ডোপ্যান্ট পরমাণুগুলি ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের মাধ্যমে পৃষ্ঠ থেকে সিলিকনে চলে যায়। এটি প্রতিস্থাপনমূলক বা ইন্টারস্টিশিয়াল ডিফিউশন মেকানিজমের মাধ্যমে। আয়ন ইমপ্লান্টেশনে, একটি শক্তিশালী আয়ন রশ্মি ইনজেকশনের মাধ্যমে ডোপান্ট পরমাণুগুলিকে জোর করে সিলিকনে যুক্ত করা হয়। ডিফিউশন একটি উচ্চ-তাপমাত্রার প্রক্রিয়া যখন আয়ন ইমপ্লান্টেশন একটি নিম্ন-তাপমাত্রার প্রক্রিয়া। ডোপান্টের ঘনত্ব এবং সংযোগের গভীরতা আয়ন ইমপ্লান্টেশনে নিয়ন্ত্রণ করা যায়, কিন্তু প্রসারণ প্রক্রিয়ায় এটি নিয়ন্ত্রণ করা যায় না। ডিফিউশনের একটি আইসোট্রপিক ডোপান্ট প্রোফাইল রয়েছে যেখানে আয়ন ইমপ্লান্টেশনের একটি অ্যানিসোট্রপিক ডোপান্ট প্রোফাইল রয়েছে৷
