【正文】 :53:0614:53Mar2322Mar23 ? 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。 ?？瘴辉谏榛墧U(kuò)散過程中扮演了一個(gè)主要角色，因?yàn)?p型和 n型雜質(zhì)最終必須進(jìn)駐晶格位置上，然而空位的荷電狀態(tài)迄今尚未確定。當(dāng)雜質(zhì)濃度大于 ni時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)變得與濃度有關(guān)，稱為非本征擴(kuò)散。 ?在高摻雜情況下也不引起畸變。 ?載流子領(lǐng)先于雜質(zhì)離子，直到內(nèi)建電場(chǎng)的漂移流與擴(kuò)散流達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) 上節(jié)課主要內(nèi)容 摻雜工藝一般分為哪兩步？結(jié)深？薄層電阻？固溶度？ 兩種特殊條件下的費(fèi)克第二定律的解及其特點(diǎn)？特征擴(kuò)散長(zhǎng)度？ 預(yù)淀積＋退火。 如果 NA、 ND＞ ni（擴(kuò)散溫度下）時(shí)，非本征擴(kuò)散效應(yīng) 8 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) 所以，雜質(zhì)流由兩部分組成： 內(nèi)建電場(chǎng) ? 以 n型摻雜為例 ， ECxCDFFF drif tdif fusi ontot al m???????DkTq?m???????????????????????????ii nnCxDCnnxDCxCDF lnlnx???? ? ??????????innqkT ln?9 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) DAiADNNCnnpnNpN?????? ??2由 并 假定雜質(zhì)全部離化 ，有 24 22 CnCn i ???場(chǎng)助擴(kuò)散方程： xChDF????其中 h為擴(kuò)散系數(shù)的電場(chǎng)增強(qiáng)因子： 22 41inCCh???當(dāng)摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征載流子濃度時(shí)， h 接近 2。 ?在硅晶體中，砷激活量低于摻雜量，電激活濃度達(dá) 2 1021 ㎝ 3 適宜于淺結(jié)，精確控制 s/ 2?????? ?? kTD i ???????????????? ?iiie nnDDhD 021 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) ?氣態(tài)相源擴(kuò)散（ gas source） ?液態(tài)源擴(kuò)散（ liquid source） ?固態(tài)源擴(kuò)散（ solid source） ?旋涂源擴(kuò)散（ spinonglass） 注意：在引入擴(kuò)散源后作推進(jìn)擴(kuò)散時(shí)，常常會(huì)在硅片上表面有一氧化層或其它覆蓋層保護(hù)硅片，使硅片中的雜質(zhì)不會(huì)揮發(fā)到大氣中去。非本征擴(kuò)散區(qū)內(nèi)，同時(shí)擴(kuò)散或相繼擴(kuò)散的雜質(zhì)之間存在著相互作用和協(xié)同效應(yīng)，使擴(kuò)散更為復(fù)雜。 鋅是砷化鎵中最廣為使用的擴(kuò)散劑，它的 D會(huì)隨 C2而變化，所以擴(kuò)散分布如下圖所示，是陡峭的。 2023年 3月 下午 2時(shí) 53分 :53March 22, 2023 ? 1行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。 14:53:0614:53:0614:53Wednesday, March 22, 2023 ? 1知人者智，自知者明。 14:53:0614:53:0614:533/22/2023 2:53:06 PM ? 1越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。 2023年 3月 22日星期三 下午 2時(shí) 53分 6秒 14:53: ? 1比不了得就不比，得不到的就不要。 40 磷在不同表面濃度下，在1000℃ 下擴(kuò)散 1h后的分布 41 在砷化鎵中的鋅擴(kuò)散 在砷化鎵中的擴(kuò)散會(huì)比在硅中要來得復(fù)雜，因?yàn)殡s質(zhì)的擴(kuò)散包含砷和鎵兩種晶格原子移動(dòng)。 Mass Sp ec DetectorSputter Gun34 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) 35 非本征擴(kuò)散 前面討論對(duì)于恒定擴(kuò)散系數(shù)而言，只發(fā)生在摻雜濃度低于擴(kuò)散溫度下的本征載流子濃度 ni時(shí)。因此磷常作為深結(jié)擴(kuò)散的雜質(zhì) s/ 2?????? ?? kTD i ??????????????????????????? ??20iiiiie nnDnnDDhD20 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) 3）砷 ?Ⅴ 族元素，施主雜質(zhì)，半徑與硅相同， ?擴(kuò)散系數(shù)小，僅磷、硼的十分之一。應(yīng)改為離子注入！ ?DtCQs2? 1522013deppre ??????????????????t即使 ? ? ? ?9indrive14deppre ???? ???? DtDt6 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) 影響雜質(zhì)分布的其他因素 Fick’ s Laws： Only valid for diffusion under special conditions Simplification ! 7 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴(kuò)散原理 (下 ) 電場(chǎng)效應(yīng)（ Field effect） —— 非