半導(dǎo)體摻雜技術(shù)
半導(dǎo)體的常用摻雜技術(shù)主要有兩種，即高溫（熱）擴(kuò)散和離子注入。摻入的雜質(zhì)主要有兩類(lèi)：第一類(lèi)是提供載流子的受主雜質(zhì)或施主雜質(zhì)（如Si中的B、P、As）；第二類(lèi)是產(chǎn)生復(fù)合中心的重金屬雜質(zhì)（如Si中的Au）。
(1)熱擴(kuò)散技術(shù)：對(duì)于施主或受主雜質(zhì)的摻入，就需要進(jìn)行較高溫度的熱擴(kuò)散。因?yàn)槭┲骰蚴苤麟s質(zhì)原子的半徑一般都比較大，它們要直接進(jìn)入半導(dǎo)體晶格的間隙中去是很困難的；只有當(dāng)晶體中出現(xiàn)有晶格空位后，雜質(zhì)原子才有可能進(jìn)去占據(jù)這些空位，并從而進(jìn)入到晶體。為了讓晶體中產(chǎn)生出大量的晶格空位，所以，就必須對(duì)晶體加熱，讓晶體原子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，以使得某些原子獲得足夠高的能量而離開(kāi)晶格位置、留下空位（與此同時(shí)也產(chǎn)生出等量的間隙原子，空位和間隙原子統(tǒng)稱為熱缺陷），也因此原子的擴(kuò)散系數(shù)隨著溫度的升高而指數(shù)式增大。對(duì)于Si晶體，要在其中形成大量的空位，所需要的溫度大致為1000度[C]左右，這也就是熱擴(kuò)散的溫度。
(2)離子注入技術(shù)：為了使施主或受主雜質(zhì)原子能夠進(jìn)入到晶體中去，需要首先把雜質(zhì)原子電離成離子，并用強(qiáng)電場(chǎng)加速、讓這些離子獲得很高的動(dòng)能，然后再直接轟擊晶體、并“擠”進(jìn)到里面去；這就是“注入”。當(dāng)然，采用離子注入技術(shù)摻雜時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生出許多晶格缺陷，同時(shí)也會(huì)有一些原子處在間隙中。所以，半導(dǎo)體在經(jīng)過(guò)離子注入以后，還必須要進(jìn)行所謂退火處理，以消除這些缺陷和使雜質(zhì)“激活"。
(3)與摻雜有關(guān)的問(wèn)題：
①Si的熱氧化技術(shù)：因?yàn)楫?dāng)Si表面原子與氧原子結(jié)合成一層SiO2后，若要進(jìn)一步增厚氧化層的話，那么就必須要讓外面的氧原子擴(kuò)散穿過(guò)已形成的氧化層、并與下面的Si原子結(jié)合，而SiO2膜是非晶體，氧原子在其中的擴(kuò)散速度很小，因此，往往要通過(guò)加熱來(lái)提高氧原子的熱運(yùn)動(dòng)能量，使得能夠比較容易地進(jìn)入到氧化層中去，這就是熱氧化。所以，Si的熱氧化溫度一般也比較高（～1000度[C]左右）。
②雜質(zhì)的激活：因?yàn)槭┲骰蚴苤麟s質(zhì)原子要能夠提供載流子，就必須處于替代Si原子的位置上。這樣才有多余的或者缺少的價(jià)電子、以產(chǎn)生載流子。所以在半導(dǎo)體中，即使摻入了施主或受主雜質(zhì)，但是如果這些雜質(zhì)原子沒(méi)有進(jìn)入到替代位置，那么它們也將起不到提供載流子的作用。為此，就還需要進(jìn)行一定的熱處理步驟——激活退火。
③Au、Pt等重金屬雜質(zhì)原子的擴(kuò)散：重金屬雜質(zhì)與施主或受主雜質(zhì)不同，因?yàn)橹亟饘匐s質(zhì)的原子半徑很小，即使在較低溫度下也能夠很容易地通過(guò)晶格間隙而進(jìn)入到半導(dǎo)體中去，所以擴(kuò)散的溫度一般較低。例如擴(kuò)散Au，在700C下，只要數(shù)分鐘，Au原子即可分布到整個(gè)Si片。
