POCl3磷扩散原理.ppt

POCl3磷扩散原理,POCl3磷扩散原理TCA清洗原理关于方块电阻,POCl3磷扩散原理,POCl3在高温下（600）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下：,POCl3磷扩散原理,生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下：,POCl3磷扩散原理,由前面反应式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来的氧（O2）参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl2）其反应式如下：,POCl3磷扩散原理,生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。,POCl3磷扩散原理,在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为：,POCl3磷扩散原理,POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。这样在晶体内部就形成了PN结，达到了扩散的目的。,POCl3磷扩散原理,磷扩散源是无色透明有窒息性气味的毒性液体，所以要求扩散系统必须有很高的密封性，特别是源瓶进出口两端最好用聚四氟乙烯来连接，若用其它塑料管或乳胶管连接时易被腐蚀，需要经常更换新管。接口处用聚四氟带封闭，由系统流出的气体应通进排风管道连接到室外，不能泄露在室内。,POCl3磷扩散原理,磷扩散源是无色透明有窒息性气味的毒性液体，所以要求扩散系统必须有很高的密封性，特别是源瓶进出口两端最好用聚四氟乙烯来连接，若用其它塑料管或乳胶管连接时易被腐蚀，需要经常更换新管。接口处用聚四氟带封闭，由系统流出的气体应通进排风管道连接到室外，不能泄露在室内。,TCA清洗原理,所谓TCA即三氯乙烷（C2H3Cl3），TCA清洗是为了清洗石英管道而设置的，我们的石英管和所有石英制品在使用过一段时间后，炉管会存在不同程度的污染，因此需要定期的清洗。我们日常TCA清洗为三天做一次，时间为（4+1）h，石英管HF清洗后为（8+1）h。,三氯乙烷简介,三氯乙烷（C2H3Cl3）无色透明液体，不溶于水，遇明火、高热能燃烧，并产生剧毒的光气和氯化氢烟雾。与碱金属和碱土金属能发生强烈反应。与活性金属粉末(如镁、铝等)能发生反应，引起分解。燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳、氯化氢、光气。,TCA清洗原理,其基本原理是：三氯乙烷（C2H3Cl3）高温氧化分解，产生的氯分子与重金属原子化合后被气体带走，达到清洗石英管道的目的。其反应式为：加热C2H3Cl3+O2Cl2+H2O+CO2+,关于方块电阻-什么是方块电阻,扩散层的薄层电阻也称方块电阻，常分别用Rs和R口表示。所谓薄层电阻，就是表面为正方形的半导体薄层在电流方向（电流方向平等于正方形的边）所呈现的电阻。为了表示薄层电阻不同于一般电阻，其单位常用欧姆/方块或/口表示。,关于方块电阻-什么是方块电阻,我们知道金属导体的电阻公式R=l/s，与之类似薄层电阻的大小应为：Rs=l/at，如右图：当l=a即为一个方块时Rs=/t可见，薄层电阻的大小与薄层的平均电阻率成正比，与薄层的厚度成反比而与正方形的边长无关。,关于方块电阻,1、在扩散工艺中，扩散层薄层电阻（方块电阻）是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一，是标志扩散到半导体中的杂质总量的一个重要参数。2、扩散的效果跟原材料电阻率有很大的关系，方块电阻的大小与扩散的-温度成相反关系。-目前采用四探针测试法。,扩散方块电阻的测试,方块电阻的测试四探针,目前生产中，测量方块电阻广泛采用四探针法。使用环境：温度23度相对湿度65%无高频干扰无强光直射用途：测量半导体材料的电阻率，方块电阻，导电膜方块电阻。原理：使用四根处在同一水平面上的探针压在所测材料上，1、4探针通电流；2、3探针间就会产生电压，由此就可以得出电阻。,方块电阻的测试四探针的校准,使“R”、“I”、“EXCH.1”显示灯亮，将电流档位从0.1mA调至10mA，将