【正文】 隙和替位這兩種位置 ， 位于間隙的雜質(zhì)無電活性 ， 位于替位的雜質(zhì)具有電活性 。ln2微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 雜質(zhì)在硅中的擴散 （ 3）實際擴散 ① 場助擴散效應 硅襯底的摻雜濃度對雜質(zhì)的擴散速率有影響 ， 襯底摻雜濃度高時這一影響將使擴散速率顯著提高 ， 稱之為場助擴散效應 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 擴散工藝與設(shè)備 （ 1）擴散源 ③ 氣態(tài)源（參見教材 P224） 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 擴散工藝與設(shè)備 （ 2）擴散流程 ① 預淀積：（ 參見 P222） A 預清洗與刻蝕 B 爐管淀積 C 去釉（漂硼硅玻璃或磷硅玻璃） D 評估（假片或陪片） ② 再分布 （ 評估 ） ： （ 參見 P226） 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 擴散工藝與設(shè)備 （ 2）擴散流程 ① 預淀積 評估 （ 假片或陪片 ） ：通常測方塊電阻 ， 方塊電阻是指表面為正方形的薄膜 ， 在電流方向的電阻值 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 擴散工藝與設(shè)備 （ 3） B擴散 原 理： 2 B2O3 + 3Si → 4B +3SiO2 選源： 固態(tài) BN源使用最多 ， 必須活化 。 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 （ 2）離子注入源 對于離子注入而言 ， 只采用氣態(tài)或固態(tài)源材料 。 離子注入后雜質(zhì)濃度的分布接近高斯分布。 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) 概述 （ 6） 注入損傷與退火 （ P235236） ② 退火 B 注入雜質(zhì)電激活 注入的雜質(zhì)多以填隙式方式存在于硅中 ， 無電活性 。 B 間接注入法：通過介質(zhì)薄膜或光刻膠注入襯底晶體 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 三、集成電路的形成 器件與集成電路工藝的區(qū)別 相同點：單項工藝相同的方法外延 ， 氧化 ， 光刻 ， 擴散 ， 離子注入 ， 淀積等 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 三、集成電路的形成 局部氧化 分離器件的氧化工藝是在整個硅片表面制備二氧化硅薄膜，而集成電路工藝中的氧化有時是在局部進行，如 MOS型電路中以氮化硅作為掩蔽膜的局部氧化技術(shù)。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 三、集成電路的形成 吸雜 隨著集成電路集成度的大幅度提高，硅單晶本身的缺欠以及電路制備工藝中的誘生缺欠，對電路性能影響很大，特別是有源元件附近的缺欠，通過吸雜技術(shù)可以消除或減少缺欠，如通過在硅片背面造成機械損傷，噴沙或研磨，這種背損傷可以吸收雜質(zhì)與缺欠。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 三、集成電路的形成 電隔離 雙極型集成電路多采用 PN結(jié)隔離，是在硅片襯底上通過擴散與外延等工藝制作出隔離島，元件就做在隔離島上。 C 多次注入：通過多次注入使雜質(zhì)縱向分布精確可控 ，與高斯分布接近；也可以將不同能量 、 劑量的雜質(zhì)多次注入到襯底硅中 ， 使雜質(zhì)分布為設(shè)計形狀 。 A 修復晶格損傷 退火的目的： 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 （ 6） 注入損傷與退火 （ P235236） ② 退火 退火特點 ： A 效果與溫度，時間有關(guān)，溫度越高、時間越長退火效果越好。 實際上高能離子入射到襯底時，一小部分與表面晶核原子彈性散射而從襯底表面反射回來并未進入襯底，這叫作背散射現(xiàn)象。 大多數(shù)的氣態(tài)源通常是氟化物 ， 比如 PF AsF BF SbF3與 PF3。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 擴散工藝與設(shè)備 （ 4） P擴散 原 理： 2P2O5 + 5Si → 4P + 5SiO2 選源： 固態(tài) P2O5陶瓷片源使用最多 ， 無須活化 。 氮氣保護 。 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 擴散工藝與設(shè)備 （ 1）擴散源 ① 液態(tài)源（參見教材 P223） 液態(tài)源通常是所需摻雜元素的氯化物或溴化物 。解擴散方程： Nb Ns xj1 xj2 xj3 x N t1 t2 t3 邊界條件為： N（ 0， t） =Ns 初始條件為： N（ x， 0） =0 微電子工業(yè)基礎(chǔ) 第 9章 摻雜技術(shù) 一、擴散 雜質(zhì)在硅中的擴散 （ 2） 擴散方程的解 ① 恒定源擴散 Nb Ns xj1 xj2 xj3 x N t1 t2 t3 ? ? ???????? ?? ? DtxerfcNdeNtxn sDtxs 22,2/2 ???erfc稱為余誤差函數(shù) ， 所以恒定源擴散雜質(zhì)濃度服從余誤差分布 。