도핑 원칙 소개

불순물 도핑은 칩 제조에서 매우 중요한 단계입니다. 거의 모든 통합 회로, LED, 전원 장치 등에 도핑이 필요합니다. 그래서 왜 도핑? 도핑 방법은 무엇입니까? 도핑의 역할은 무엇입니까?

왜 도핑?
본질적인 실리콘은 전도성이 좋지 않습니다. 실리콘이 반도체 제조의 표준을 충족 할 수 있도록 전기 특성을 개선하기 위해 움직일 수있는 전자 또는 구멍의 수를 늘리기 위해 고유 실리콘에 소량의 불순물을 도입해야합니다.

고유 실리콘이란 무엇입니까?
고유 실리콘은 불순물과 도핑되지 않은 순수한 실리콘, 실리콘을 지칭하며, 자유 전자 및 구멍의 수는 동일합니다. 고유 실리콘은 실온에서 전도도가 좋지 않은 반도체 재료입니다.

N 형 실리콘이란 무엇입니까?
N 형 실리콘은 펜타 발렌트 요소 (예 : P, AS 등)를 갖는 순수한 실리콘을 도핑하여 만들어집니다. 인 및 비소와 같은 펜타 발렌트 원소의 원자는 실리콘 원자의 위치를 ​​대체합니다. 실리콘은 4- valent이므로 여분의 전자가 있습니다. 여분의 전자는 자유롭게 움직일 수 있으며 음전하를 가질 수 있습니다. N은 음성을 의미합니다.
N+: N- 타입 반도체가 심하게 도핑되었습니다. N- : 가볍게 도핑 된 N 형 반도체.

P 형 실리콘이란 무엇입니까?

P 형 실리콘은 삼위화 요소 (예 : B, GA 등)를 갖는 순수한 실리콘을 도핑함으로써 만들어집니다. 붕소 및 갈륨과 같은 삼위 일체 원소의 원자는 실리콘 원자의 위치를 ​​대체하지만 실리콘 원자와 비교하여 전자가 부족합니다. 전자가 누락 된 위치에 구멍이 나타납니다. 구멍 자체는 양전하가 있으며 전자를 수용 할 수 있으므로 P- 타입 실리콘이라고합니다. P는 긍정적입니다.

P+, 이는 높은 농도를 갖는 고도로 도핑 된 P 형 반도체를 의미한다. P-, 이는 도핑 농도가 낮은 P 형 반도체를 의미한다.

일반적인 pentavalent 요소
Pentavalent 요소는 P 및 AS로 표시되는 주기율표의 그룹 VA 요소입니다. 이 두 요소는 가장 외부 층에 5 개의 전자를 가지며, 그 중 4 개는 실리콘 원자와 공유 결합을 형성 할 수 있고, 나머지 1 개는 유리 전자이다.

인 (P)은 다양한 만화물을 갖는 비금속 요소이며, 그 중 가장 흔한 것은 백색 인, 붉은 인 및 검은 인입니다. 비소 (AS)는 인과 유사한 금속 광택 및 화학적 특성을 갖는 메탈 로이드 요소이지만 비소 화합물은 일반적으로 더 안정적이다. 비소 트라이 산화 비소는 비소 산화물, AS2O3입니다.

일반적인 33 번 요소
삼위 일체 요소는 붕소 (B) 및 갈륨 (GA)으로 표시되는 주기성 테이블의 그룹 IIIA 요소입니다. 이 두 요소는 가장 바깥 층에 3 개의 전자가 있습니다.

• 붕소 (b)는 검은 색 또는 갈색의 단단하고 부서지기 쉬운 비금속 요소입니다. 본질적으로, 그것은 주로 산화물 또는 붕산염의 형태로 존재하며, 일반적인 물질에는 붕산, 붕사 등이 포함됩니다.
• 갈륨 (GA)은 융점이 낮은 부드러운 금속입니다. 용융점은 약 29.76도이며 GAAS는 반도체 재료로 널리 사용됩니다. 또한, 갈륨은 태양 전지, LED 등의 생산에도 사용됩니다.

일반적인 도핑 방법
현재 확산과 이온 주입과 같은 두 가지 주요 방법이 있습니다.

• 확산

첫째, 반도체 웨이퍼는 표면에 오염이 없도록 청소됩니다. 이어서, 실리콘 웨이퍼는 고온 (확산 용광로)에서 가열된다. 도펀트 원자는 반도체 재료로 들어갈 수 있으며, 확산 후, 어닐링과 같은 후 처리가 수행되어 도펀트의 분포를 안정화시킨다.

• 이온 임플란트

이온 임플란트는 고전압을 사용하여 이온화 된 도펀트를 매우 빠른 속도로 가속화하며, 가속 된 이온은 실리콘 웨이퍼의 표면에서 정확하게 촬영됩니다. 이온은 운동 에너지가 높기 때문에 실리콘 웨이퍼의 표면에 침투하여 내부로 들어갑니다.