半導(dǎo)體制造工藝_08擴散(下)-展示頁
2025-03-09 14:53本頁面
【正文】 建電場 ? 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 擴散原理 (下 ) DAiADNNCnnpnNpN?????? ??2由 并 假定雜質(zhì)全部離化 ，有 24 22 CnCn i ???場助擴散方程： xChDF????其中 h為擴散系數(shù)的電場增強因子： 22 41inCCh???當(dāng)摻雜濃度遠大于本征載流子濃度時， h 接近 2。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 擴散原理 (下 ) 電場效應(yīng)（ Field effect） —— 非本征擴散 ?電場的產(chǎn)生：由于載流子的遷移率高于雜質(zhì)離子，二者之間形成內(nèi)建電場。 離子注入 ＋ 退火 3 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴散原理 (下 ) 假定推進退火獲得的結(jié)深，則根據(jù) 該數(shù)值為推進擴散的“ 熱預(yù)算 ”。 已知襯底濃度為 CB=11015 cm3。實際情況需要修正，如： ?高濃度 ?電場效應(yīng) ?雜質(zhì)分凝 ?點缺陷 ?… 2 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴散原理 (下 ) 例題： CMOS中的 p阱的形成。 隨時間變化：表面濃度下降，結(jié)深增加 ? ? ???????DtxCtxCs 2erfc,? ? ???????? ??DtxDtQtx T4exp,2?1 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴散原理 (下 ) 如何判斷對費克定律應(yīng)用何種解析解？ ?當(dāng)表面濃度為固溶度時，意味著該分布是余誤差分布 ?當(dāng)表面濃度較低時，意味著該分布是經(jīng)過長時間的推進過程，是高斯分布。 表面濃度恒定，余誤差函數(shù)分布 (erfc)。 Rs：表面為正方形的半導(dǎo)體薄層（結(jié)深），在平行電流方向所呈現(xiàn)的電阻，單位為 ?/?，反映 擴散入硅內(nèi)部的凈雜質(zhì) 總量。半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴散原理 (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克第二定律的解及其特點？特征擴散長度？ 預(yù)淀積＋退火。預(yù)淀積：氣固相預(yù)淀積擴散或離子注入。 固溶度：在平衡條件下，雜質(zhì)能溶解在硅中而不發(fā)生反應(yīng)形成分凝相的最大濃度。隨時間變化：雜質(zhì)總量增加，擴散深度增加 雜質(zhì)總量恒定，高斯函數(shù) /正態(tài)分布(Gaussian)。 費克定律解析解的應(yīng)用 本征擴散時，理想邊界條件下的解。要求表面濃度 Cs=4x1017 cm3，結(jié)深 xj=3 mm。 設(shè)計該工藝過程。 ? ? ???????? ??DtxDtQtxC4exp,2?? ? 29151724210104ln4103ln4???????????? ????????????BsjCCxDt??????????DtxCC jsB4exp2解： 1）假設(shè)離子注入 +推進退火 4 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴散原理 (下 ) 2）推進退火的時間 假定在 1100 ?C進行推進退火，則擴散系數(shù) D= 1013 cm2/s ? 3）所需離子注入的雜質(zhì)劑量 可以推算出 該劑量可以很方便地用離子注入實現(xiàn)在非常薄的范圍內(nèi)的雜質(zhì)預(yù)淀積 ho 21329indri ve ???????t213917 ?? ???????? ?? DtCQ s5 半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ) 第六章 擴散原理 (下 ) 4）假如采用 950 ?C熱擴散預(yù)淀積而非離子注入 ?預(yù)淀積時間為 此時， B的固溶度為 1020/cm3，擴散系數(shù) D= 1015 cm2/s 該預(yù)淀積為余誤差分布，則 但是
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