改变半导体局部导电性的重要方法主要有以下几种:
掺杂:在半导体材料中掺入不同的杂质原子,可以改变材料的导电性质。掺入五价元素(如磷、砷等)可以形成N型半导体,掺入三价元素(如硼、铝等)可以形成P型半导体。
离子注入:通过离子注入技术,在半导体表面形成高能离子轰击区域,使局部区域的导电性质发生改变。离子注入通常用于制作集成电路器件的精细控制区域。
光刻技术:利用光刻技术在半导体表面覆盖一层光刻胶,并在胶面上利用投影机将芯片上的图形投影到光刻胶上,最后在芯片表面暴露出光刻胶中未被覆盖的部分。通过这种方式,可以在芯片表面形成精细的图形结构,进而改变半导体的局部导电性。
聚焦离子束(FIB)技术:FIB技术利用高能离子束在半导体表面进行刻蚀和刻划,可以制作出微米级别的半导体器件结构。通过这种方法可以在半导体表面形成局部结构,进而改变局部区域的导电性质。
这些方法通常用于半导体器件的制造和修饰,可以在半导体表面形成精细的结构和控制区域,对于半导体器件的性能和功能的提升非常重要。
光刻技术主要应用在微电子中。它一般是对半导体进行加工,需要一个有部分透光部分不透光的掩模板,通过曝光、显影、刻蚀等技术获得和掩模板一样的图形。先在处理过后的半导体上涂上光刻胶,然后盖上掩模板进行曝光;其中透光部分光刻胶的化学成分在曝光过程中发生了变化;之后进行显影,将发生化学变化的光刻胶腐蚀掉,裸露出半导体;之后对裸露出的半导体进行刻蚀,最后把光刻胶去掉就得到了想要的图形。光刻技术在微电子中占有很大的比重,比如微电子技术的进步是通过线宽来评价的,而线宽的获得跟光刻技术有很大的关系。光刻技术就是在需要刻蚀的表面涂抹光刻胶,干燥后把图形底片覆盖其上,有光源照射,受光部分即可用药水洗掉胶膜,没有胶膜的部分即可用浓酸浓碱腐蚀表面。腐蚀好以后再洗掉其余的光刻胶。现在为了得到细微的光刻线条使用紫外线甚至X射线作为光源。光刻工艺是利用类似照相制版的原理,在半导体晶片表面的掩膜层上面刻蚀精细图形的表面加工技术。也就是使用可见光和紫外光线把电路图案投影“印刷”到覆有感光材料的硅晶片表面,再经过蚀刻工艺去除无用部分,所剩就是电路本身了。光刻工艺的流程中有制版、硅片氧化、涂胶、曝光、显影、腐蚀、去胶等。光刻是制作半导体器件和集成电路的关键工艺。自20世纪60年代以来,都是用带有图形的掩膜覆盖在被加工的半导体芯片表面,制作出半导体器件的不同工作区。随着集成电路所包含的器件越来越多,要求单个器件尺寸及其间隔越来越小,所以常以光刻所能分辨的最小线条宽度来标志集成电路的工艺水平。国际上较先进的集成电路生产线是1微米线,即光刻的分辨线宽为1微米。日本两家公司成功地应用加速所产生的同步辐射X射线进行投影式光刻,制成了线宽为0.1微米的微细布线,使光刻技术达到新的水平。
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