Drogaggio per diffusione termica

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Il drogaggio per diffusione termica è un processo nel quale i wafer di silicio vengono portati a temperature superiori a 1000 °C per attivare la diffusione del drogante nel silicio stesso. Raggiunta la concentrazione desiderata, è sufficiente abbassare la temperatura dei wafer, estraendoli dalla fornace, per far crollare i valori della diffusività di materia, bloccando così il processo.

Il processo diffusivo si articola fondamentalmente in tre fasi:

  1. apertura di una finestra sulla zona della matrice cristallina da trattare (questa fase è necessaria in quanto la matrice cristallina di silicio viene protetta con uno strato di ossido di silicio SiO2 che risulta essere impermeabile agli agenti droganti);
  2. predeposizione (usualmente abbreviata in predep), cioè introduzione della dose desiderata di drogante, dove la dose, che dipende dalla concentrazione di drogante, è il numero di atomi di drogante per cm3;
  3. drive-in, che consiste nel bloccaggio della dose e nel lasciare che il drogante diffonda più in profondità, dato che un difetto della predeposizione è proprio quello di far accumulare il drogante troppo vicino all'interfaccia tra la matrice cristallina del silicio e l'atmosfera o, ugualmente, lo strato solido, ricca di droganti.

La diffusione termica era il metodo preferito di drogaggio dei wafer di silicio prima dell'introduzione dell'impiantazione ionica.

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