확산 과정이란 무엇입니까?

도핑은 반도체 재료에 복용량의 불순물을 도입하여 전기 특성을 변화시키는 것을 포함한다. 확산 및 이온 주입은 두 가지 도핑 방법입니다. 초기 불순물 도핑은 주로 고온 확산을 통해 달성되었다.

확산은 a의 표면에 불순물을 침착시킨다기판 웨이퍼증기 공급원 또는 도핑 된 산화물로부터. 불순물 농도는 표면에서 벌크로 단조롭게 감소하며, 불순물 분포는 주로 확산 온도 및 시간에 의해 결정된다. 이온 임플란트는 이온 빔을 사용하여 도펀트 이온을 반도체에 주입하는 것을 포함한다. 불순물 농도는 반도체 내에서 피크 분포를 가지며, 불순물 분포는 이온 용량 및 이식 에너지에 의해 결정된다.

확산 공정 동안, 웨이퍼는 전형적으로 온도 제어 석영 고온 용광로 튜브에 배치되며 원하는 도펀트를 함유하는 가스 혼합물이 도입된다. SI 확산 공정의 경우, 붕소는 가장 일반적으로 사용되는 P 형 도펀트 인 반면 인은 가장 일반적으로 사용되는 N- 타입 도펀트입니다. (SiC 이온 주입의 경우, P- 타입 도펀트는 일반적으로 붕소 또는 알루미늄이고, N- 타입 도펀트는 일반적으로 질소이다.)

반도체의 확산은 공석 또는 간질 원자를 통해 기질 격자에서 도펀트 원자의 원자 운동으로 볼 수있다.

고온에서 격자 원자는 평형 위치 근처에서 진동합니다. 격자 부위의 원자는 평형 위치에서 이동하기에 충분한 에너지를 얻을 확률이 높아서 간질 원자를 만듭니다. 이것은 원래 사이트에서 공석을 만듭니다. 근처의 불순물 원자가 빈 부위를 차지하면이를 공석 확산이라고합니다. 간질 원자가 한 부위에서 다른 사이트로 이동하면 간질 확산이라고합니다. 더 작은 원자 반경을 가진 원자는 일반적으로 간질 확산을 경험합니다. 간질 원자가 근처의 격자 부위로부터 원자를 대체하여 대체 불순물 원자를 간질 부위로 밀어 넣을 때 다른 유형의 확산이 발생합니다. 이 원자는이 과정을 반복하여 확산 속도를 상당히 가속화합니다. 이것을 푸시 필 확산이라고합니다.

Si에서 P 및 B의 주요 확산 메커니즘은 공석 확산 및 푸시 필 확산이다.

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