P型半导体的核心制备方法包括掺杂法(如硼掺杂硅)、外延生长法(如MOCVD)和离子注入法,其中掺杂法因成本低、工艺成熟成为主流技术。 通过引入受主杂质(如Ⅲ族元素),使材料形成空穴导电特性,广泛应用于太阳能电池、集成电路等领域。
主要制备方法
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掺杂法
- 热扩散法:将硅片置于高温(800~1200℃)含硼气体中,硼原子扩散至晶格间隙。
- 合金法:熔融半导体材料(如硅)与受主杂质(如铝)混合后冷却结晶。
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外延生长法
- 气相外延(VPE):通过化学气相沉积在衬底上生长P型薄膜,控制PH₃气体浓度调节空穴浓度。
- 分子束外延(MBE):超高真空环境下精确喷射镓、铟等元素,实现原子级厚度控制。
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离子注入法
- 高能离子束(如硼离子)轰击半导体表面,注入深度可通过能量调节(10~200keV),需后续退火修复晶格损伤。
总结
P型半导体制备需平衡电导率与晶格完整性,掺杂法适合量产,外延法适用于高频器件,离子注入则用于高精度需求。未来趋势是低温工艺与纳米级掺杂技术的结合。