擴散與離子注入
一旦你瞭解了什麼是擴散和離子注入，就可以理解擴散和離子注入的區別。首先，應該提到的是，擴散和離子注入是與半導體有關的兩個術語。它們是將摻雜原子引入半導體的技術。本文介紹了這兩種工藝，它們的主要區別、優缺點。
什麼是擴散(diffusion)？
擴散是將雜質引入半導體的主要技術之一。這種方法考慮了雜質在原子尺度上的運動，基本上，這個過程是濃度梯度的結果。擴散過程在稱為“擴散爐”的系統中進行。它相當昂貴而且非常精確。
摻雜劑有三種主要來源：氣體、液體和固體，氣體來源是該技術中使用最廣泛的來源（可靠和方便的來源：BF3、PH3、AsH3）。在這個過程中，源氣體與晶圓表面的氧氣反應，產生摻雜氧化物。接下來，它擴散到硅中，在整個表面形成均勻的摻雜劑濃度。液體源有兩種形式：氣泡器和旋裝摻雜劑。氣泡器將液體轉化為蒸汽與氧氣反應，然後在晶圓表面形成摻雜氧化物。自旋摻雜劑是乾燥形成摻雜二氧化硅層的溶液。固體源包括兩種形式：片劑或顆粒狀和圓盤或晶圓。氮化硼（BN）圓盤是最常用的固體源，可在750–1100℃下氧化。
由於濃度梯度穿過半透膜（粉紅色），物質（藍色）的簡單擴散。
什麼是離子注入(ion implantation)？
離子注入是將雜質（雜質）引入半導體的另一種技術。這是一種低溫技術。這被認為是引入摻雜劑的高溫擴散的一種替代方法。在這個過程中，高能離子束對準目標半導體。離子與晶格原子的碰撞導致晶體結構的畸變。下一步是退火，接下來是矯正失真問題。
離子注入技術的一些優點包括對深度分佈和劑量的精確控制，對錶面清潔程序不太敏感，並且有廣泛的掩模材料選擇，如光刻膠、多晶硅、氧化物和金屬。
擴散(diffusion)和離子注入(ion implantation)的區別
•在擴散過程中，粒子通過隨機運動從高濃度區域擴散到低濃度區域。離子注入是用離子轟擊基底，加速到更高的速度。
•優點：擴散不會造成損傷，也可以批量**。離子注入是一個低溫過程。它允許你控制精確的劑量和深度。離子注入也可以通過氧化物和氮化物的薄層實現。它還包括較短的處理時間。
•缺點：擴散僅限於固體溶解度，是一個高溫過程。淺結和低劑量是擴散的困難過程。離子注入在退火過程中需要額外的成本。
•擴散具有各向同性的摻雜劑分佈，而離子注入具有各向**的摻雜劑分佈。
小結：
離子注入與擴散
擴散和離子注入是兩種將雜質引入半導體（硅硅）來控制大多數載流子類型和層電阻率的方法。在擴散過程中，摻雜原子通過濃度梯度從表面遷移到硅。它是通過取代或間質擴散機制。在離子注入中，注入能量離子束，可以將摻雜原子強加到硅中。擴散是一個高溫過程，而離子注入是一個低溫過程。離子注入過程中摻雜濃度和結深可以控制，但在擴散過程中不能控制。擴散具有各向同性摻雜剖面，而離子注入具有各向**的摻雜剖面。
- 伊麗莎白2424（CC by-SA 3.0）通過半透膜（粉紅色）的濃度梯度導致物質（藍色）的簡單擴散（CC by-SA 3.0）
