什麼是固溶度

在某溫度下，雜質能溶入晶體中的最大濃度。決定了可被電活化之摻雜濃度的上限。

日文名稱: 固溶度

「固溶度」出現在1領域的2道練習題中（氧化與擴散等）。

這個名詞所屬的領域: 離子佈植

練習固溶度的題目

在矽中的熱處理擴散相對較慢、容易形成淺接面的 n 型雜質是哪一個？

  1. A硼（B）
  2. B磷（P）
  3. C砷（As）
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正確答案：C. 砷（As）

在 n 型雜質中，砷的原子比磷大、擴散係數小，質量為 75，是磷（31）的兩倍以上，因此在離子佈植時也只會淺淺地打入。此外，其固溶度高，可達到高濃度，因此被用於要求淺、陡峭、低電阻接面的 nMOS 源極、汲極與延伸區。磷擴散快，用於深井區，近年也作為磊晶的 SiP 使用。硼則是 p 型。

SiO2 膜可用作硼或磷擴散的遮罩，卻難以作為鎵或鋁的遮罩，其原因何者正確？

  1. A因為 SiO2 與鎵或鋁反應而變成導體
  2. B因為鎵或鋁在 SiO2 中的擴散非常快
  3. C因為鎵或鋁在矽中電性不活化
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正確答案：B. 因為鎵或鋁在 SiO2 中的擴散非常快

硼和磷在 SiO2 中的擴散比在矽中慢得多，因此能被氧化層阻擋。另一方面，鎵和鋁會在 SiO2 中快速擴散，因此不適合以氧化層為遮罩進行選擇性擴散。鋁的固溶度也低，且在深處的擴散很快，所以有時用於功率元件的深接面。這也是矽的 p 型雜質主要使用硼的原因之一。

解析中的「固溶度」

出現「固溶度」的題目（2題）

  1. 在矽中的熱處理擴散相對較慢、容易形成淺接面的 n 型雜質是哪一個？
  2. SiO2 膜可用作硼或磷擴散的遮罩，卻難以作為鎵或鋁的遮罩，其原因何者正確？

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