2025-11-02
De twee reguliere dopingtechnieken:
1. Diffusie bij hoge temperaturen is een conventionele methode voor doping van halfgeleiders. Het idee is om de halfgeleider op een hoge temperatuur te behandelen, waardoor onzuiverheidsatomen van het oppervlak van de halfgeleider naar het binnenste diffunderen. Omdat onzuiverheidsatomen doorgaans groter zijn dan halfgeleideratomen, is de thermische beweging van atomen in het kristalrooster vereist om deze onzuiverheden te helpen interstitiële holtes in te nemen. Door de temperatuur- en tijdparameters tijdens het diffusieproces zorgvuldig te controleren, is het mogelijk om de onzuiverheidsverdeling effectief te controleren op basis van deze eigenschap. Deze methode kan worden gebruikt om diepe gedoteerde juncties te creëren, zoals de dubbele putstructuur in CMOS-technologie.
2. Ionenimplantatie is de belangrijkste dopingtechniek bij de productie van halfgeleiders, die verschillende voordelen heeft, zoals een hoge dopingnauwkeurigheid, lage procestemperaturen en weinig schade aan het substraatmateriaal. Concreet omvat het ionenimplantatieproces het ioniseren van onzuiverheidsatomen om geladen ionen te creëren, en vervolgens deze ionen te versnellen via een elektrisch veld met hoge intensiteit om een ionenbundel met hoge energie te vormen. Het halfgeleideroppervlak wordt vervolgens getroffen door deze snel bewegende ionen, waardoor nauwkeurige implantatie met instelbare dopingdiepte mogelijk is. Deze techniek is vooral nuttig voor het creëren van ondiepe verbindingsstructuren, zoals de bron- en afvoergebieden van MOSFET's, en maakt uiterst nauwkeurige controle mogelijk over de verdeling en concentratie van onzuiverheden.
Dopinggerelateerde factoren:
1. Dopingelementen
Halfgeleiders van het N-type worden gevormd door elementen uit Groep V (zoals fosfor en arseen) te introduceren, terwijl halfgeleiders van het P-type worden gevormd door elementen uit Groep III (zoals boor) te introduceren. Ondertussen heeft de zuiverheid van dopingelementen rechtstreeks invloed op de kwaliteit van het gedoteerde materiaal, waarbij doteringen met hoge zuiverheid extra defecten helpen verminderen.
2. Dopingconcentratie
Halfgeleiders van het N-type worden gevormd door elementen uit Groep V (zoals fosfor en arseen) te introduceren, terwijl halfgeleiders van het P-type worden gevormd door elementen uit Groep III (zoals boor) te introduceren. Ondertussen heeft de zuiverheid van dopingelementen rechtstreeks invloed op de kwaliteit van het gedoteerde materiaal, waarbij doteringen met hoge zuiverheid extra defecten helpen verminderen.
3. Procesbesturingsparameters
Het diffusie-effect van onzuiverheidsatomen wordt beïnvloed door temperatuur, tijd en atmosferische omstandigheden. Bij ionenimplantatie worden de dopingdiepte en uniformiteit bepaald door ionenenergie, dosis en invalshoek.