alias: diffusion,furnance,炉管

掺杂:将需要的杂质掺入特定的半导体区域中,以达到改变材料电学性质、制作PN结、集成电路的电阻器、互联线、欧姆接触的目的。

替位式扩散:杂质离子占据硅原子的位置

  • Ⅲ、Ⅴ族元素
  • 一般要在很高的温度(950~1280℃)下进行
  • 磷、硼、砷等在二氧化硅层中的扩散系数均远小于在硅中的扩散系数,可以用氧化层作为杂质扩散的掩蔽层
    这就是为什么SIGE 和 POLY 控片都要有1k OX

间隙式扩散:杂质离子位于晶格间隙

  • Na、K、Fe、Cu、Au 等元素
  • 扩散系数要比替位式扩散大6~7个数量级
    所以机台验机时要测金属,否则会严重影响产品

杂质横向扩散

^618c53

![[A=工艺=扩散 image 1.png]]

扩散工艺主要参数

结深:当用与衬底导电类型相反的杂质进行扩散时,在硅片内扩散杂质浓度与衬底原有杂质浓度相等的地方就形成了[[A=pn结|pn结]],结距扩散表面的距离叫结深。
薄层电阻Rs(方块电阻)
表面浓度:扩散层表面的杂质浓度。

质量分析

  1. 硅片表面不良:表面合金点;表面黑点或白雾;表面凸起物;表面氧化层颜色不一致;硅片表面滑移线或硅片弯曲;硅片表面划伤,边缘缺损,或硅片开裂等
  2. 漏电电流大:表面沾污引起的表面漏电;氧化层的缺陷破坏了氧化层在杂质扩散时的掩蔽作用和氧化层在电路中的绝缘作用而导电;硅片的缺陷引起杂质扩散时产生管道击穿。
  3. 薄层电阻偏差
  4. 器件特性异常:击穿电压异常;hFE异常;稳压二极管稳压值异常。

工艺控制

污染控制:颗粒、有机物、薄膜、金属离子
污染来源:操作者,清洗过程,高温处理,工具
参数控制:温度,时间,气体流量
温度控制:源温、硅片温度、升温降温、测温
时间控制: 进舟出舟自动化, 试片
气体流量:流量稳定,可重复性,假片=dummy