主要差异离子注入(main difference ion implantation) vs. 扩散(diffusion)

离子注入和扩散这两个术语与半导体有关。这是半导体生产中涉及的两个过程。离子注入是**微芯片的基本工艺。它是一种低温过程，包括特定元素的离子加速朝向目标，改变目标的化学和物理性质。扩散可以定义为杂质在物质内部的运动。它是将杂质引入半导体的主要技术。离子注入和扩散的主要区别在于离子注入是各向同性的，方向性很强，而扩散是各向同性的，涉及到横向扩散。

覆盖的关键领域

1.什么是离子注入-定义、理论、技术、优点2.什么是扩散-定义、过程3.离子注入和扩散的区别是什么-主要区别的比较

关键词：原子，扩散，掺杂剂，掺杂，离子，离子注入，半导体

什么是离子注入(ion implantation)？

离子注入是一种低温过程，用于改变材料的化学和物理性质。这一过程涉及到一种特定元素的离子加速朝向目标，从而改变目标的化学和物理性质。这种技术主要用于半导体器件**。

加速离子可以改变目标的组成（如果这些离子停止并留在目标中）。靶的物理和化学变化是高能撞击离子的结果。

离子注入技术

离子注入设备应包含一个离子源。这种离子源产生所需元素的离子。加速器是用来加速离子到一个高能量的静电手段。这些离子撞击目标，目标就是要植入的材料。每个离子不是一个原子就是一个分子。注入靶上的离子量称为剂量。然而，由于为注入提供的电流小，因此在给定时间段可注入的剂量也小。因此，这种技术用于需要较小化学变化的地方。

离子注入的一个主要应用是半导体的掺杂。掺杂是指将杂质引入半导体以改变半导体的电性能的概念。

Figure 1: An Ion Implantation Machine

离子注入技术的优点

离子注入的优点包括精确控制剂量和注入深度。这是一个低温过程，因此不需要耐热设备。其他优点包括广泛选择的掩蔽材料（从中产生离子）和出色的横向剂量均匀性。

什么是扩散(diffusion)？

扩散可以定义为杂质在物质内部的运动。在这里，物质就是我们所说的半导体。这种技术是基于移动物质的浓度梯度。因此这是无意的。但有时，扩散是有意进行的。这是在一个叫做扩散炉的系统中进行的。

掺杂剂是一种用于在半导体中产生所需电特性的物质。掺杂剂有三种主要形式：气体、液体、固体。然而，气体掺杂在扩散技术中得到了广泛的应用。气体来源的一些例子是AsH3、PH3和B2H6。

扩散过程

扩散主要有以下两个步骤。这些步骤用于创建掺杂区域。

预沉积（用于剂量控制）

在该步骤中，通过气相扩散和固相扩散等方法将期望的掺杂原子可控地引入到靶上。

Figure 2: Introducing the Dopant

驶入（用于纵断面控制）

在该步骤中，引入的掺杂剂被驱动到更深的物质中，而不引入更多的掺杂剂原子。

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

定义

离子注入：离子注入是一种低温过程，用来改变材料的化学和物理性质。

扩散：扩散可以定义为物质内部杂质的运动。

过程的性质

离子注入：离子注入是各向同性和非常定向的。

扩散：扩散是各向同性的，主要包括横向扩散。

温度要求

离子注入：离子注入是在低温下进行的。

扩散：扩散是在高温下进行的。

控制掺杂剂

离子注入：离子注入时可以控制掺杂量。

扩散：扩散过程中不能控制掺杂量。

损害

离子注入：离子注入有时会损坏靶表面。

扩散：扩散不会损坏目标表面。

成本

离子注入：离子注入更昂贵，因为它需要更特殊的设备。

扩散：扩散比离子注入便宜。

结论

离子注入和扩散是用其它材料生产半导体的两种技术。离子注入和扩散的主要区别在于离子注入是各向同性的，方向性很强，而扩散是各向同性的，存在横向扩散。

引用

1.“离子注入”，维基百科，维基媒体基金会，2018年1月11日，可在此处查阅。2.离子注入与热扩散。查特，这里有。 2.离子注入与热扩散。查特，