杂质掺杂 掺杂：将需要的杂质掺入特定的半导体区域中，以达到改变半导体电学性质，形成PN结、电阻、欧姆接触 掺杂工艺：扩散、离子注入

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1 杂质掺杂 掺杂：将需要的杂质掺入特定的半导体区域中，以达到改变半导体电学性质，形成PN结、电阻、欧姆接触 掺杂工艺：扩散、离子注入
磷(P)、砷(As) —— N型硅 硼(B) —— P型硅 掺杂工艺：扩散、离子注入

2 掺杂主要方法：高温扩散法，离子注入+退火再分布（扩散）
主要掺杂物质： N型 P，Sb，As P型 B

3 掺杂工艺 1.CMOS工艺：N阱，P阱 N+ Poly Si栅 场氧化（Field Oxide FOX）下隔离带 B，P掺杂
P+ Poly Si栅 沟道B，P注入调VT 　　　　　　　　　　　D，S　　N+或P+掺杂 2.双极（Bipolar）工艺： 埋层Sb掺杂 　　　　外延N掺杂 As，P，隔离B掺杂 基区B掺杂，电阻条 发射区N+ P掺杂 TTL Au掺杂 　　　

4 CMOS工艺

5 扩 散 替位式扩散：杂质离子占据硅原子的位： 间隙式扩散：杂质离子位于晶格间隙： Ⅲ、Ⅴ族元素
扩 散 替位式扩散：杂质离子占据硅原子的位： Ⅲ、Ⅴ族元素 一般要在很高的温度(950～1280℃)下进行 磷、硼、砷等在二氧化硅层中的扩散系数均远小于在硅中的扩散系数，可以利用氧化层作为杂质扩散的掩蔽层 间隙式扩散：杂质离子位于晶格间隙： Na、K、Fe、Cu、Au 等元素 扩散系数要比替位式扩散大6～7个数量级

6 扩散模型

7 杂质横向扩散示意图

8 固态源扩散：如B2O3、P2O5、BN等

9 利用液态源进行扩散的装置示意图

10 3.3 离子注入 离子注入：将具有很高能量的杂质离子射入半导体衬底中的掺杂技术，掺杂深度由注入杂质离子的能量和质量决定，掺杂浓度由注入杂质离子的数目(剂量)决定 掺杂的均匀性好 温度低：小于600℃ 可以精确控制杂质分布 可以注入各种各样的元素 横向扩展比扩散要小得多。 可以对化合物半导体进行掺杂

11 离子注入 Ion Implantation 注入能量 10~200keV 高能注入：400keV~1MeV，制SIMOX，倒置阱
离子注入后的退火工艺：高温下使晶格重新排列，消除晶格损伤，激活离子

12 离子注入系统的原理示意图

13 离子注入到无定形靶中的高斯分布情况

14 退 火 退火：也叫热处理，集成电路工艺中所有的在氮气等不活泼气氛中进行的热处理过程都可以称为退火 退火方式：
退 火 退火：也叫热处理，集成电路工艺中所有的在氮气等不活泼气氛中进行的热处理过程都可以称为退火 激活杂质：使不在晶格位置上的离子运动到晶格位置，以便具有电活性，产生自由载流子，起到杂质的作用 消除损伤 退火方式： 炉退火 快速退火：脉冲激光法、扫描电子束、连续波激光、非相干宽带频光源(如卤光灯、电弧灯、石墨加热器、红外设备等)