芯片中掺杂什么作用 芯片材料掺杂的作用

1、掺杂物的类型

芯片中掺杂的物质主要分为两种：n型掺杂和p型掺杂。n型半导体中掺杂的是原子序数比硅原子多1的元素，如磷、砷等，这些元素称为施主。p型半导体中掺杂的是原子序数比硅原子小1的元素，如铝、硼等，这些元素称为受主。通过掺杂不同的元素，可以改变半导体的电性质，使其具有导电或者阻止电流流动的特性。

2、掺杂的作用

掺杂是半导体工艺中最关键的一个环节，掺杂后的芯片可以达到以下几点效果：

（1）提高半导体的导电性能：掺杂使得芯片中的电子浓度增加，因此电导率也随之增加，这样晶体管就能够在特定条件下正常工作。

（2）形成pn结：在半导体中局部掺杂受主和施主，形成p型区域和n型区域，在p区和n区之间形成的结就是pn结，这样的结构在电路设计中应用广泛。

（3）增强敏感性：用有机杂质和金属离子等物质掺杂晶体管，可以提高其敏感性，使得芯片可以被更加微小的信号刺激。

3、掺杂的工艺

掺杂工艺包括了多个步骤，主要步骤如下：

（1）准备半导体基片，将表面进行清洗。

（2）在800℃左右进行扩散处理，将掺杂物扩散进入基片内部。

（3）进行退火处理，使得掺杂物能够与晶格结合，提高效率。

（4）在芯片表面打上光刻点，加上金属掩膜，把需要保留的杂质覆盖，其余部分用酸性处理剂处理掉，形成掺杂区域。

（5）进行后续的工艺步骤，如沉积氧化物、金属蚀刻等，最终形成完整的电路芯片。

4、掺杂后的问题

在掺杂过程中，如果控制不当，会引起一些问题：

（1）掺杂浓度偏低：如果掺杂浓度太低，电导率就不能够满足芯片的要求，这会影响芯片的性能。

（2）掺杂浓度误差过大：如果掺杂浓度过高或过低，就会造成电性能的异常，严重的会导致电路无法正常工作。

（3）超过完全离子化：掺杂量过大，超出半导体原子晶格的容纳量，形成费米能级，使得掺杂的杂质不再是离子，造成电子陷阱，影响电路的可靠性和性能。