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文档简介

1、.,1,三、杂质扩散,1. 恒定表面源扩散 扩散过程中，硅片表面杂质浓度始终不变这种类型的扩散称为恒定表面源扩散。 其扩散后杂质浓度分布为余误差函数分布,38,.,2,39,.,3,2. 有限表面源扩散 扩散前在硅片表面先淀积一层杂质，在整个过程中，这层杂质作为扩散源，不再有新源补充，杂质总量不再变化。这种类型的扩散称为有限表面源扩散。 其扩散后杂质浓度分布为高斯函数分布,310,.,4,311,.,5,3. 两步扩散,312,.,6,预淀积（或预扩散）：温度低、时间短 主淀积（或推进）：温度高、时间长 预淀积（或预扩散）现已普遍被离子注入代替,313,.,7,4.实际杂质分布(偏离理论值),

2、1)二维扩散 一般横向扩散(0.750.85)*Xj(Xj纵向结深),314,.,8,横向扩散,315,.,9,2)杂质浓度对扩散系数的影响,其中Di0 、 Di、 Di、 Di2分别表示中性 、正一价、负一价、负二价的低浓度杂质空穴对的本征扩散系数。,316,.,10,其中Di0 、 Di(p/ni)、 Di(n/ni)、 Di2(n/ni) 2分别表示中性 、正一价、负一价、负二价的高浓度杂质空穴对的非本征条件下的有效扩散系数。,以上是考虑多重电荷空位的杂质扩散模型时，扩散衬底杂质浓度将严重影响扩散系数,317,.,11,3)电场效应,318,.,12,4)发射区推进效应,V2- :二价负

3、 电荷空位,N+,P,N-,319,.,13,5)热氧化过程中的杂质再分布(杂质分凝),硼:m1 砷:m1,320,.,14,6）氧化增强扩散,321,.,15,7)硅片晶向的影响,322,.,16,2 典型扩散工艺方法,一双温区锑扩散 制作双极型集成电路的隐埋区时，常用锑和砷作杂质。因为它们的扩散系数小，外延时自掺杂少，其中又因为锑毒性小，故生产上常用锑。 系统特点：用主辅两个炉子，产生两个恒温区。杂质源放在低温区，硅片放在高温区。,323,.,17,反应式：3Sb2O3+3Si=4Sb+SiO2 优点： 1）可使用纯Sb2O3粉状源，避免了箱法扩散中烘源的麻烦； 2)两步扩散，不象箱法扩散那样始终是高浓度恒定表面源扩散，扩散层缺陷密度小； 3）表面质量好，有利于提高表面浓度。,324,.,18,二. 常见扩散方法,325,.,19,326,.,20,327,.,21,液态源扩散常用POCl3,600 5POCl3 =P2O5 3PCl5 2P2O5 5Si =5Si O24P 氧过量 4PCl5 5O2 = 2P

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