半導體材料的獨特性質之一是它們的導電性和導電類型(N型或P型)能夠通過在材料中摻入專門的雜質而被產生和控制。
PCA9535PW一個具有或者N型(負的)或者P型(正的)電導性的晶圓開始進入晶圓制造廠。貫穿制造工藝,各種晶體管、二極管、電阻器和電導的結構在晶圓內和表面上形成。本章描述在晶圓內和表面上特別的“小塊”導電區和PN結的形成,并介紹擴散和離子注入兩種摻雜技術的原理和工藝。
使晶體管和二極管工作的結構就是PN結。結就是富含電子的區域(N型區)與富含窄穴的區域(P型的分界處。結的具體位置就是電子濃度與空穴濃度相同的地方。
通過引入專門的摻雜物(摻雜),采用離子注入或熱擴散工藝,在晶圓表面形成結。用熱擴散,摻雜材料被引入晶圓頂層暴露的表面,典型地是通過在頂層二氧化硅的孔洞。通過加熱,它們被散布到晶圓的體內。散布的量和深度由一套規則控制,說明如下。這些規則源自一套化學規則,無論何時晶圓被加熱到一個閾值溫度,這套規則將控制摻雜劑在晶圓申的任何運動。在離子注入中,顧名思義摻雜劑材料被射人晶圓的表面,進來的大部分摻雜劑原子靜止于表面層以下。此外,擴散規則也控制注入的原子運動。對于摻雜,離子注入已經取代r較老的熱擴散工藝。并且離子注入還在當今的小型和多種結構器件方面起作用。因此,本章以討論半導體的結開始,進而到擴散技術和規則,以描述離子注入工藝結尾。
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