微電子工藝基礎(chǔ)摻雜技術(shù)(存儲版)
【正文】 工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 5）例子（ N+PN晶體管） 微電子工藝基礎(chǔ) 43 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 工藝質(zhì)量檢測 （ 1）工藝指標(biāo) ① 雜質(zhì)表面濃度 ② 結(jié)深 ③ 薄層電阻 ④ 分布曲線 （ 2）工藝條件（ T, t）的確定 解析擴(kuò)散方程獲得工藝條件，目前用計算機(jī)模擬的工藝參數(shù)。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 2）擴(kuò)散流程 ① 預(yù)淀積 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散工藝與設(shè)備 （ 2）擴(kuò)散流程 ② 再分布（評估） 再分布溫度較高，時間也較長。 另外還要選擇好掩蔽膜 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 雜質(zhì)在硅中的擴(kuò)散 （ 2） 擴(kuò)散方程的解 ② 限定源擴(kuò)散 X Xji xj2 xj3 Ns Ns’ Ns” t1 t2 t3 00 ??? ?xtN邊界條件： 初始條件： ? ??? ?00, QdxxN 22xNDtN?????解擴(kuò)散方程： Nb 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 雜質(zhì)在硅中的擴(kuò)散 （ 2） 擴(kuò)散方程的解 ② 限定源擴(kuò)散 ? ? DtxeDtQtxN 42, ?? ?限定源擴(kuò)散雜質(zhì)濃度是一種高斯函數(shù)分布 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 雜質(zhì)在硅中的擴(kuò)散 （ 1） 摻雜的目的 （ P218） A 在晶圓表面下的特定位置處形成 PN結(jié)（結(jié)合 P218的圖 ）； B 在晶圓表面下得到所需的摻雜濃度；（結(jié)合 P219同型摻雜） 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 雜質(zhì)在硅中的擴(kuò)散 （ 2） 硅中的雜質(zhì)類型 ① 替位式雜質(zhì) 主要是 III和 V族元素 ， 具有電活性 ， 在硅中有較高的固溶度 。 微電子工藝基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 1 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 本章目標(biāo)： 熟悉摻雜技術(shù)的兩種方式 熟悉擴(kuò)散摻雜的原理 掌握離子注入相關(guān)概念及其原理 熟悉離子注入的工藝流程 了解離子注入系統(tǒng)的設(shè)備及其優(yōu)點 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 二、離子注入技術(shù) 三、集成電路的形成 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散原理 雜質(zhì)在硅中的擴(kuò)散 擴(kuò)散設(shè)備與工藝 工藝質(zhì)量檢測 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散原理 擴(kuò)散是微電子工藝中最基本的平面工藝，在約1000℃ 的高溫、 p型或 n型雜質(zhì)氣氛中，雜質(zhì)向襯底硅片的確定區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散，達(dá)到一定濃度，實現(xiàn)半導(dǎo)體定域、定量摻雜的一種工藝方法，也叫熱擴(kuò)散。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 擴(kuò)散原理 （ 2）擴(kuò)散方程 ③ 影響擴(kuò)散速率的因素 A 晶體內(nèi)雜質(zhì)濃度梯度； B 環(huán)境溫度； C 雜質(zhì)本身結(jié)構(gòu)、性質(zhì)； D 晶體襯底的結(jié)構(gòu)。 DtNNerfcxsbj ????????? ? 12 ? ? DtNDtNdxtxNQss ,0??? ???微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴(kuò)散 雜質(zhì)在硅中的擴(kuò)散 （ 2） 擴(kuò)散方程的解 ② 限定源擴(kuò)散 限定源擴(kuò)散是在整個擴(kuò)散過程中，雜質(zhì)源限定在擴(kuò)散前積累于硅片表面薄層內(nèi)的雜質(zhì)總量 Q。 例如： POCl BBr3 選擇源必需滿足固溶度和擴(kuò)散系數(shù)的要求 。 去釉 （ 漂硼硅玻璃或磷硅玻璃 ） ：爐管淀積后的窗口表面有薄薄的一層硼硅玻璃 ， 用 HF漂去 。 特點： 磷是 n形替位雜質(zhì) ， 失配因子 ， 失配小 ，雜質(zhì)濃度可達(dá) 1021/cm3， 該濃度即為電活性濃度 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 概述 （ 3）離子注入原理 離子注入是離子被強電場加速后注入靶中 ， 離子受靶原子阻止 ， 停留其中 ， 經(jīng)退火后雜質(zhì)進(jìn)入替位 、 電離成為具有電活性的雜質(zhì) 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 概述 （ 5） 注入離子分布與劑量 （ P235） ③ 影響注入的兩種效應(yīng) A 側(cè)向效應(yīng) 與擴(kuò)散比側(cè)向雜質(zhì)濃度很小 ， 可以不考慮 。 B 退火使得雜質(zhì)再分布。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 二、離子注入技術(shù) 離子
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