科普 | 半导体制造的关键工艺——离子注入

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半导体常用的硅材料导电性能很差，想要半导体能够导电，需掺入杂质，以增加可移动的电子或空穴的数量。传统的掺杂方法分为扩散法和离子注入法，而后者以其高精度、高可控性及合适的工艺温度，逐渐成为主流。 ▲  图源：Mckinsey 离子注入的目的 离子注入本质上是为了改变纯净半导体的导电类型和导电能力。 通过向硅中注入五价元素，得到 N 型硅；向硅中注入三价元素，得到 P 型硅。 ▲ 离子注入过程示意  | 图源：Semiconductor Review 离子注入的原理 离子注入 (Ion Implantation)，是一种向半导体中精确的引入杂质的方法。首先将所需的杂质电离，然后在电场中加速形成一个集中离子束。这束离子随后打在硅片表面，这些高能粒子进入晶格并与一些硅原子碰撞而失去能量，最终在某个深度停止，使得离子穿透并嵌入到硅片中。 ▲ 离子注入机原理 ………………………………