扩散(diffusion)和离子注入(ion implantation)的区别

扩散与离子注入

一旦你了解了什么是扩散和离子注入，就可以理解扩散和离子注入的区别。首先，应该提到的是，扩散和离子注入是与半导体有关的两个术语。它们是将掺杂原子引入半导体的技术。本文介绍了这两种工艺，它们的主要区别、优缺点。

什么是扩散(diffusion)？

扩散是将杂质引入半导体的主要技术之一。这种方法考虑了杂质在原子尺度上的运动，基本上，这个过程是浓度梯度的结果。扩散过程在称为“扩散炉”的系统中进行。它相当昂贵而且非常精确。

掺杂剂有三种主要来源：气体、液体和固体，气体来源是该技术中使用最广泛的来源（可靠和方便的来源：BF3、PH3、AsH3）。在这个过程中，源气体与晶圆表面的氧气反应，产生掺杂氧化物。接下来，它扩散到硅中，在整个表面形成均匀的掺杂剂浓度。液体源有两种形式：气泡器和旋装掺杂剂。气泡器将液体转化为蒸汽与氧气反应，然后在晶圆表面形成掺杂氧化物。自旋掺杂剂是干燥形成掺杂二氧化硅层的溶液。固体源包括两种形式：片剂或颗粒状和圆盘或晶圆。氮化硼（BN）圆盘是最常用的固体源，可在750–1100℃下氧化。

由于浓度梯度穿过半透膜（粉红色），物质（蓝色）的简单扩散。

什么是离子注入(ion implantation)？

离子注入是将杂质（杂质）引入半导体的另一种技术。这是一种低温技术。这被认为是引入掺杂剂的高温扩散的一种替代方法。在这个过程中，高能离子束对准目标半导体。离子与晶格原子的碰撞导致晶体结构的畸变。下一步是退火，接下来是矫正失真问题。

离子注入技术的一些优点包括对深度分布和剂量的精确控制，对表面清洁程序不太敏感，并且有广泛的掩模材料选择，如光刻胶、多晶硅、氧化物和金属。

扩散(diffusion)和离子注入(ion implantation)的区别

•在扩散过程中，粒子通过随机运动从高浓度区域扩散到低浓度区域。离子注入是用离子轰击基底，加速到更高的速度。

•优点：扩散不会造成损伤，也可以批量**。离子注入是一个低温过程。它允许你控制精确的剂量和深度。离子注入也可以通过氧化物和氮化物的薄层实现。它还包括较短的处理时间。

•缺点：扩散仅限于固体溶解度，是一个高温过程。浅结和低剂量是扩散的困难过程。离子注入在退火过程中需要额外的成本。

•扩散具有各向同性的掺杂剂分布，而离子注入具有各向**的掺杂剂分布。

小结：

离子注入与扩散

扩散和离子注入是两种将杂质引入半导体（硅硅）来控制大多数载流子类型和层电阻率的方法。在扩散过程中，掺杂原子通过浓度梯度从表面迁移到硅。它是通过取代或间质扩散机制。在离子注入中，注入能量离子束，可以将掺杂原子强加到硅中。扩散是一个高温过程，而离子注入是一个低温过程。离子注入过程中掺杂浓度和结深可以控制，但在扩散过程中不能控制。扩散具有各向同性掺杂剖面，而离子注入具有各向**的掺杂剖面。