Explain the method that are used to introduce the impurities into silicon

 

Explain the method that are used to introduce the impurities into silicon

 

Diffusion: Diffusion is the process by which impurity atoms move through the crystal lattice. The rate at which the dopants diffuse into the silicon is a strong function of temperature.

Diffusion is carried out at high temperatures (100° to 1200° C) to obtain the desired doping profile. When the substrate is cooled at room temperature the impurities are essentially frozen to their position.

The diffusion process is performed in a furnace-like oxidation process. The depth to which impurities diffuse depends on temperature and time of diffusion. The common material used as dopants is boron(p-type dopants) and phosphorous and arsenic(n-type dopants).

 

Ion implantation: Ion implantation is another method used to introduce impurities into silicon. An ion implanter produces ions of the desired impurity, accelerates them by an electric field, and allows them to strike the silicon surface.

The ions become embedded in the silicon. The depth of penetration depends on the energy of the ion beam, which is controlled by the accelerating field voltage.

The quantities of ions implanted can be controlled by varying the beam current (flow of ions). As both voltage and current can be accurately controlled, the ion implantation results in much more accurate and reproducible impurity profiles than can be obtained by diffusion.

Moreover, ion implantation can be performed at room temperature.

 

Explain the method that are used to introduce the impurities into silicon

সিলিকনে ইমপিউরিটি প্রবর্তনের জন্য যে পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় তা ব্যাখ্যা কর

 

ডিসফিউশন(বিস্তার): ডিসফিউশন হল সেই প্রক্রিয়া যার দ্বারা অশুদ্ধ পরমাণু স্ফটিক ল্যাটিস(জাফরি) দিয়ে চলে। সিলিকনে ডোপ্যান্ট ছড়িয়ে পড়ার হার তাপমাত্রার ওপর গভীরভাবে সম্পর্কিত।

কাঙ্ক্ষিত ডোপিং প্রোফাইল পেতে উচ্চ তাপমাত্রায় (100 ° থেকে 1200 ° C) ডিসফিউশন করা হয়। যখন রুম তাপমাত্রায় সাবস্ট্রেট ঠান্ডা করা হয় তখন ইমপিউরিটিগুলি মূলত তাদের অবস্থানে হিমায়িত হয়।

ডিসফিউশন প্রক্রিয়া জারণ প্রক্রিয়ার মতো চুল্লির মধ্যে করা হয়। যে পরিমাণে ইমপিউরিটি ছড়িয়ে পড়ে তা তাপমাত্রা এবং ডিসফিউশন সময়ের উপর নির্ভর করে। ডোপ্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত সাধারণ উপাদান হল বোরন (পি-টাইপ ডোপ্যান্ট), ফসফরাস এবং আর্সেনিক (এন-টাইপ ডোপ্যান্ট)।

 

আয়ন ইমপ্লান্টেশন: আয়ন ইমপ্লান্টেশন হল সিলিকনের মধ্যেইমপিউরিটি প্রবর্তনের জন্য ব্যবহৃত আরেকটি পদ্ধতি। একটি আয়ন ইমপ্লান্টার কাঙ্ক্ষিত ইমপিউরিটি আয়ন উৎপন্ন করে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা তাদের ত্বরান্বিত করে এবং তাদের সিলিকন পৃষ্ঠে আঘাত করতে দেয়।

সিলিকন পৃষ্ঠে আঘাতের ফলে আয়নগুলি সিলিকনে আবদ্ধ হয়ে যায়। অনুপ্রবেশের গভীরতা আয়ন বিমের শক্তির উপর নির্ভর করে, যা ত্বরিত ক্ষেত্রের ভোল্টেজ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

ইমপ্লান্টেড(রোপিত) আয়নগুলির পরিমাণ বিম কারেন্ট (আয়ননের প্রবাহ) পরিবর্তন করে কন্ট্রোল করা যায়। যেহেতু ভোল্টেজ এবং কারেন্ট উভয়ই সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রিন করা যায় ,তাই আয়ন ইমপ্লান্টেশনের ফলে ডিসফিউশন দ্বারা প্রাপ্ত ইমপিউরিটির চেয়ে অনেক বেশি নির্ভুল এবং পুনরুত্পাদনযোগ্য ইমপিউরিটি প্রোফাইল পাওয়া যায়।

তাছাড়া, রুম তাপমাত্রায় আয়ন ইমপ্লান্টেশন করা যেতে পারে।

Explain the method that are used to introduce the impurities into silicon