扩散工艺介绍

扩散质量控制
扩散条件的选择: 满足设计要求 工艺重复性 稳定性(理论结合工艺试验) 条件管理 扩散速度:表面杂质浓度 杂质扩散系数 气氛 硅体内缺陷密度 扩散参数控制 表面质量控制 :合金点 白雾 硅片翘曲 表面 划伤 表面沾污
扩散质量控制
漏电流控制(器件特性异常):沾污 氧化层缺 陷 (表面沟道效应) 硅体内缺陷(管道效应) 表面杂质浓度偏低(复合电流) 氧化扩散与扩散氧化:杂质分凝效应 扩散参数偏差控制:温度分布 气流和排片方 式 进出舟速度和片间距 HFE 控制:综合考虑
热氧化
氧化剂:氧气和水蒸汽。 SI+O2→SIO2(干氧氧化） SI+H2O→SIO2+H2（水汽氧化） 水汽分子在二氧化硅中的扩散速率要慢于氧 气分子但其在二氧化硅中的溶解度要高过氧 气分子四个数量级． 氧化速率:温度和氧化剂浓度．另外硅掺杂 浓度和类型和晶向等也会影响氧化速率．
热氧化
其它
氮气(HCL)退火和烘焙:工艺的稳定和重复 合金:工艺条件的严格控制
扩散工艺知识介绍
1: 扩散工序简要介绍 2: 扩散工艺控制
扩散工序简要介绍
Biblioteka Baidu 1: 2: 3: 4: 5: 扩散炉系统 热氧化 掺杂 扩散 其它
扩散炉系统
扩散炉系统组成部分:气源柜 、扩散炉主机、 控制柜 、净化工作台、送料装置 。 扩散、氧化、退火、合金等工艺使用。 立式扩散炉:恒温区的横截面温差小、气体 浓度控制精度高、实现自动装卸片。
氧化层作用：钝化和杂质掩蔽. 氧化层厚度：线上常用氧化层厚度在500埃 到16000埃. 掺氯氧化:减少钠离子沾污 抑制热氧化层错 减少氧化层针孔密度 薄氧氧化和局部氧化
掺杂
CSD涂布与预淀积 (乳胶源) B2O3+SI→SIO2+B 三氯氧磷预淀积(液态源) POCL3→PCL5+P2O5 P2O5+SI→SIO2+P PCL5+O2→P2O5+CL2
其它
退火 激活杂质 消除晶格损伤 钝化表面保护膜 合金 形成金属与硅的欧姆接触 烘焙
氧化层质量控制
氧化条件的选择: 厚度 质量要求 效率 条件管理 厚度均匀性 表面斑点 氧化膜针孔 反型层(低掺杂P型硅) 热氧化层错
掺杂质量控制
掺杂和扩散是联系在一起的 掺杂薄层的严格控制:条件的选择 气流的稳 定控制是难点 条件管理是关键 掺杂量的表征:表面方块电阻的局限性
掺杂
其它杂质源 在硅表面淀积一薄的杂质层 优缺点：设备简单，操作方便，工艺简 单．精确掺杂控制能力低而且表面浓度不适 宜做大范围的调整，有污染．
扩散
杂质扩散方式：间歇式和替位式 扩散作用：控制杂质再分布 扩散温度：线上常用温度950℃~1286℃ 扩散参数: 结深 方块电阻 表面杂质浓度