1、 Diffusion Process From Zhao清洗簡(jiǎn)介目錄：1、硅片表面潔凈度2、清洗的基本原理3、清洗用純水、化學(xué)試劑簡(jiǎn)介4、硅片清洗5、器具的清洗6、化學(xué)清洗常用設(shè)備簡(jiǎn)介1、硅片表面潔凈度1）理想的硅片表面硅原子有規(guī)則排列。2）但在實(shí)際加工中會(huì)引入很多污染：硅片成型過(guò)程中的污染(S、Cl、Cu及有機(jī)物)環(huán)境污染(有害氣體、塵埃、微型粒子)水污染(溶解的有機(jī)物、溶解的無(wú)機(jī)物、溶解的氣體、微細(xì)顆粒、微生物)試劑污染(試劑中實(shí)際含有Fe、Cu等各類(lèi)雜質(zhì))工藝氣體帶來(lái)的污染(固體微粒、細(xì)菌)工藝本身造成的污染(光刻膠、殘酸)處理污染物(所使用的工具)人體造成的污染(Na)1.1污染物的分

2、類(lèi)微粒型：顆粒（0.1以上的顆粒)、微生物無(wú)機(jī)膜：無(wú)機(jī)雜質(zhì)吸附在硅片表面如金屬離子有機(jī)膜：殘膠、油膜、不純有機(jī)溶劑殘膜2、清洗的基本原理1）去除分子型沾污雜質(zhì)如蠟?zāi)ぁ⒐饪棠z等；2）去除殘余有機(jī)物和離子型沾污雜質(zhì)；3）去除原子型雜質(zhì)。每一步之后用純水沖洗，最后一次要徹底，然后干燥。2.1 有機(jī)溶劑去污硅片上的有機(jī)污染可用有機(jī)溶劑去除，常用的有機(jī)溶劑有甲苯、丙酮、乙醇等。常用的去油劑還有三氯乙烷、三氯乙烯等去油方式：浸泡、噴淋、超聲或流動(dòng)的有機(jī)溶劑蒸汽中處理。2.2 無(wú)機(jī)酸去污原理無(wú)機(jī)酸：鹽酸、硫酸、硝酸。1）鹽酸：能使金屬生成金屬氯化物，能與堿性氧化物、兩性氧化物作用生成溶于水的氯化物。2）硫酸

3、：有很強(qiáng)的脫水性，可以破壞有機(jī)物使之脫水；高溫下在還能使碳氧化生成二氧化碳3）硝酸：是金屬生成溶于水的硝酸鹽。高濃度硝酸與鋁不反應(yīng)，可用作鋁后去膠。2.3 SC1（APM）堿性過(guò)氧化氫清洗液稱(chēng)為SC1（APM）液。由氨水、雙氧水、DI水按照1:1:51:2:7體積比混合而成的。甚至更稀的配比。SC1能把有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的雜質(zhì)氧化后去除。氨水充當(dāng)絡(luò)合劑的作用，與許多重金屬雜質(zhì)離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，絡(luò)合物溶于水。SC1也能去除有機(jī)雜質(zhì)，去除表面光刻膠等。2.4 SC2（HPM）酸性過(guò)氧化氫清洗液稱(chēng)為SC2。由鹽酸、過(guò)氧化氫和去離子水按照1:1:6到1:2:8體積比混合而成。其中的過(guò)氧化氫可使有機(jī)物、無(wú)機(jī)

4、物雜質(zhì)氧化。鹽酸則同活潑金屬等相互作用，使之變成可溶于水的氯化物。2.5 SPM（Piranha）SPM是濃硫酸和過(guò)氧化氫的混合液，其體積比一般為3:1或4:1。SPM即可去除金屬污染，也可去除有機(jī)污染。2.6 SC1和SC2的一些問(wèn)題去污效率：去污效率與溫度有關(guān)，溫度高，去污效率增加。不穩(wěn)定性：雙氧水、氨水和鹽酸容易分解揮發(fā)，穩(wěn)定性差。雙氧水耗盡：SC1中，當(dāng)雙氧水被耗盡時(shí)，就會(huì)發(fā)生硅片被氨水腐蝕的現(xiàn)象，且氨水濃度越濃，對(duì)硅表面的腐蝕越厲害，故表面粗糙度要求比較嚴(yán)格的地方，氨水的濃度要降低。加入F離子的影響：SC1中加入F離子會(huì)對(duì)硅片造成腐蝕。2.7 氫氟酸(HF)氫氟酸是弱酸。能溶解SiO

5、2。硅濕法腐蝕工藝幾乎全部建立在含氫氟酸的腐蝕液刻蝕的基礎(chǔ)上。SiO2+4HF SiF4+2H2OSiF4+2HF H2SiF63、清洗用純水、化學(xué)試劑簡(jiǎn)介去離子水是重要的溶劑、沖洗劑、和洗滌劑，幾乎一切清洗都離不開(kāi)去離子水。高質(zhì)量的去離子水是制造工藝中最基礎(chǔ)的條件。水的電阻率要求16-20M.cm，接近于理論純水。純水的電阻率和溫度有關(guān)，溫度升高，電阻率降低。測(cè)試電阻率要在流通的環(huán)境下測(cè)試，不流通的地方電阻率會(huì)上升。3.1 清洗用純水（DI Water）3.2 化學(xué)試劑簡(jiǎn)介一般試劑分為四個(gè)等級(jí)：一級(jí)品試劑(保證試劑，GR)、二級(jí)品試劑(分析純，AR)、三級(jí)品試劑(化學(xué)純，CP)和四級(jí)品試劑(

6、實(shí)驗(yàn)室制劑，LR)高于一級(jí)品試劑：高純、超純、電子純、光譜純。常用的就是電子純MOS純：制作MOS電路的專(zhuān)用試劑，純度更高。4、硅片清洗SC1：APM，去油脂、光刻殘膠、金屬離子、金屬原子SC2：HPM，去金屬離子、金屬原子SPM：去油、去蠟、有機(jī)物、金屬離子、金屬原子硝酸：去金屬離子，Na+、氧化劑腐蝕液：HF:H2O，去SiO2、SiN（也可用少量的HNO3 + HF去除SiN） HF:HNO3，Si、Poly-Si； BOE：HF：NH4F：H2O，去除SiO24.1 清洗效果檢測(cè)硅片表面檢查：顆粒、水跡、指印、劃痕等暗場(chǎng)顯微鏡：檢查宏觀污染物的形體、數(shù)量。出水電阻率檢測(cè)：13MCMMO

7、S結(jié)構(gòu)C-V檢測(cè)顆粒測(cè)試儀檢測(cè)CVD二氧化硅膜檢驗(yàn)法5、器具的清洗器具的清洗包括石英制品、塑料制品、接觸硅片的生產(chǎn)工具。包括石英管、石英小件、石英槽、聚四氟乙烯制品、聚乙烯等硬質(zhì)塑料、鑷子、真空吸筆等石英制品：主要用BHF和鹽酸清洗，用于輕漂表面SiO2、去除顆粒和堿金屬離子。塑料制品或生產(chǎn)用具：一般用無(wú)塵紙或無(wú)塵布蘸DI水或無(wú)水乙醇擦拭聚四氟乙烯：一般用3#液、SC1#、SC2#液清洗均可。6、化學(xué)清洗常用設(shè)備簡(jiǎn)介硅片清洗機(jī)：酸處理槽：石英槽(非HF用)，Teflon或PVC等槽(HF)沖水槽：溢流式、噴淋式、三級(jí)沖水器甩干機(jī)：密封，噴純水、熱氮?dú)狻Ｓ糜诠杵逑春蟮母稍颋SI清洗機(jī)：全自動(dòng)清

8、洗機(jī)，從化學(xué)清洗、沖水、甩干都在密閉的腔室中完成，可用于酸式和堿式處理，化劑是一次性的，用完就排掉，清洗效果好，沾污小。爐管清洗機(jī)：石英管清洗機(jī)：兩個(gè)槽，一個(gè)酸槽，一個(gè)沖水槽，專(zhuān)門(mén)用于爐管的清洗。有的還有一個(gè)脫水槽，用丙酮脫水后，用N2氣槍吹干。6、目前VDMOS所用的工藝及目的超聲：用于打標(biāo)、擦片后的表面清洗，主要去除顆粒；3#液（H2SO4：H2O2=4:1）：主要打標(biāo)后清洗，用于打標(biāo)后顆粒去除及堿金屬離子的去除。工藝為：110 20min。SC1 （NH4OH：H2O2：DI=1:2:7） ：用于表面顆粒、堿金屬離子以及有機(jī)物的去除，工藝為：60 5min。SC1分為氧化前清洗和含P清洗

9、（即POCL3后的清洗）。BHF（1：1000HF和1：10HF）：用于腐蝕SiO2，1：1000 HF用于長(zhǎng)氧化層前和P阱推結(jié)前輕漂表面氧化層，1：10HF用于POCL3淀積后表面氧化層去除，為Poly-ET做準(zhǔn)備。工藝：1：1000HF為10min（用于場(chǎng)氧、柵氧前處理，P阱推結(jié)前處理用另外的含P的HF），1：10HF為3min。H2O2：用于POCL3氧化層去除后改善硅片表面狀態(tài)，有利于光刻膠的粘附性。氧化簡(jiǎn)介目錄：1、SiO2膜的制備方法2、SiO2膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途3、熱生長(zhǎng)SiO2原理4、熱氧化工藝5、熱氧化過(guò)程中雜質(zhì)的分凝及再分布6、氧化膜檢測(cè)7、熱生長(zhǎng)SiO2Si系統(tǒng)的性質(zhì)與

10、測(cè)試8、生產(chǎn)線氧化工藝介紹本介紹中主要敘述熱氧化的方法：熱氧化方法是在高溫下(800-1200)使硅片表面氧化形成SiO2膜的方法。其目的是在硅片上制作出滿(mǎn)足一定質(zhì)量要求的SiO2膜，對(duì)硅片或器件起保護(hù)、鈍化、絕緣、緩沖介質(zhì)等作用。硅片氧化前的清洗、熱氧化的氣氛、氧化過(guò)程的控制及熱氧化后的處理(退火等)是制備高質(zhì)量SiO2膜的重要環(huán)節(jié)。總述1、SiO2膜的制備方法2、SiO2的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途二氧化硅膜是無(wú)定型玻璃狀結(jié)構(gòu)。它是一種由硅-氧四面體組成的無(wú)規(guī)則的三空間網(wǎng)絡(luò)。氧原子位于四面體頂角上，硅原子位于四面體中心。含雜質(zhì)的無(wú)定形二氧化硅網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為非本征二氧化硅網(wǎng)絡(luò)。2.1 SiO2膜的結(jié)構(gòu)2.2

11、 SiO2膜的性質(zhì)硅片在室溫空氣中，就會(huì)與氧發(fā)生反應(yīng)生成自然氧化層。 Si+O2SiO2由于表面氧化層阻擋了氧向硅中繼續(xù)擴(kuò)散，故其自然氧化層厚度約為510。但在600以上的溫度，氧氣穿透SiO2的能力大為加強(qiáng)，從而熱氧化法可制得較厚的SiO2膜。SiO2的結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)含有情況對(duì)SiO2膜的性質(zhì)有很大影響。二氧化硅膜化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，只與氫氟酸(HF)、強(qiáng)堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。SiO2被HF腐蝕的反應(yīng)如下：SiO2+4HFSiF4+2H2OSiO2的腐蝕只與HF-2和HF濃度有關(guān)。2.3 SiO2膜的用途作選擇擴(kuò)散的掩膜作表面保護(hù)及鈍化用作器件中的絕緣介質(zhì)(如隔離、多層布線絕緣、電容介質(zhì)等)離子注入中用

12、作掩蔽層及緩沖介質(zhì)層。3、熱生長(zhǎng)SiO2原理硅(Si)與氧(O)/水汽(H2O)反應(yīng)形成穩(wěn)定的復(fù)合氧化物二氧化硅(SiO2)熱氧化制程已廣泛應(yīng)用于集成電路的制造中干氧氧化(Dry oxidation): Si+O2 SiO2濕氧氧化(Wet oxidation): Si+2H2O SiO2+2H2H2O會(huì)在高溫下分解而形成:氫(H)及氧化氫(H-O)，如果生長(zhǎng)SiO2膜厚度為x(m)，通過(guò)定量分析可得到所需要消耗的硅厚度為0.44 x (m)4、熱氧化工藝干氧氧化：氧氣通入爐管內(nèi)，在高溫下氧氣與硅直接接觸生成二氧化硅。干氧氧化的SiO2膜：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)致密、干燥、均勻性和重復(fù)性好、掩蔽能力強(qiáng)、鈍

13、化效果好，SiO2膜表面與光刻膠接觸良好，光刻時(shí)不易浮膠。缺點(diǎn)：氧化速率慢。濕氧氧化：利用氫氣和氧氣在高于一定溫度后能自動(dòng)燃燒生成水汽，從而達(dá)到水汽氧化的效果注意：氫氣和氧氣的燃燒是通過(guò)特定的石英小管后進(jìn)爐管的，否則會(huì)引起爆炸反應(yīng)。4、熱氧化工藝濕氧氧化的SiO2膜：結(jié)構(gòu)疏松，表面有斑點(diǎn)和缺陷，含水量多，對(duì)雜質(zhì)(尤其是磷)的掩蔽能力較差。表面有硅烷醇存在，使之與光刻膠接觸不良，容易引起浮膠。最大優(yōu)點(diǎn)：氧化速率快。在生產(chǎn)過(guò)程中很少單獨(dú)采用濕氧氧化。濕氧氧化的SiO2膜：濕氧氧化的膜，雖然致密性略差干氧氧化的膜，但其掩蔽能力和鈍化效果都能滿(mǎn)足一般的生產(chǎn)要求。所以在半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程中采用干氧氧化濕氧氧

14、化干氧氧化交替的氧化方法。4、熱氧化工藝5、熱氧化過(guò)程中雜質(zhì)的分凝及再分布雜質(zhì)在硅中和二氧化硅中平衡濃度不同，會(huì)引起雜質(zhì)的再分布(分凝)。雜質(zhì)在硅中和二氧化硅中擴(kuò)散速率不同，如雜質(zhì)在二氧化硅中的擴(kuò)散系數(shù)大，雜質(zhì)將會(huì)從硅中穿透二氧化硅向外擴(kuò)散。氧化過(guò)程中，氧化層不斷加厚，SiO2-Si界面也在不斷移動(dòng)，此時(shí)移動(dòng)速率和擴(kuò)散速率之差將會(huì)引起雜質(zhì)的再分布。熱氧化過(guò)程中，雜質(zhì)在SiO2-Si界面再分布的情況基本分為以下兩類(lèi)：氧化物有奪取雜質(zhì)的傾向(如硼擴(kuò)散)。氧化物有排斥雜質(zhì)的傾向(如磷擴(kuò)散)。6、氧化膜檢測(cè)厚度檢測(cè)： 劈尖干涉法 干涉顯微鏡法 比色法 分光光度計(jì)測(cè)量法 橢圓法 等等缺陷檢測(cè)：針孔檢測(cè)：

15、主要有銅染色法、液晶顯示法、氣泡法。目前工藝中基本沒(méi)有用。氧化層錯(cuò)檢測(cè)：先用專(zhuān)用腐蝕液(如鉻酸腐蝕液等)對(duì)硅片進(jìn)行腐蝕(不同晶向速率不同)，再用顯微鏡或掃描電鏡進(jìn)行觀察和測(cè)量，從而達(dá)到發(fā)現(xiàn)缺陷目的。介電系數(shù)和擊穿特性測(cè)量：目前沒(méi)有在用。應(yīng)力測(cè)試：熱生長(zhǎng)或淀積在硅片上的氧化膜，由于內(nèi)應(yīng)力使硅片發(fā)生彎曲。使用專(zhuān)門(mén)儀器測(cè)試。6、氧化膜檢測(cè)7、 熱生長(zhǎng)SiO2-Si系統(tǒng)的性質(zhì)與測(cè)試熱生長(zhǎng)的SiO2-Si結(jié)構(gòu)，存在四種電荷，對(duì)器件的穩(wěn)定性、性能參數(shù)有舉足輕重的關(guān)系：氧化層固定電荷界面陷阱電荷可動(dòng)離子電荷氧化層陷阱電荷8、 生產(chǎn)線氧化介紹場(chǎng)氧化：1100 20m O2+2h10m H2/O2+5m N2，

16、其中H2/O2時(shí)間可在2min內(nèi)微調(diào)。此步是生長(zhǎng)1um 500 氧化層作為阻擋層，也是為了形成光刻標(biāo)記等。柵氧化：1000 32m O2/HCL+5m O2+30m N2，摻氯氧化為了中和堿金屬離子和界面電荷。在N2中退火也是為了降低界面電荷和固定電荷。此步是形成Gate極。生長(zhǎng)氧化層厚度為58050，長(zhǎng)氧化層時(shí)間可在1min內(nèi)可調(diào)。一般氧化都是采用干氧濕氧干氧氧化法9、 氧化所用到的設(shè)備目前上面所提到的2步氧化使用的擴(kuò)散爐為：TEL 3100 UL-2604-08H。存在的問(wèn)題：場(chǎng)氧用的是1100，內(nèi)點(diǎn)火，對(duì)爐內(nèi)的溫度仍然有一定的影響，但沒(méi)有低溫影響大而已，使?fàn)t里的氧化層略偏厚。做分布是在爐

17、口做分布，由于做分布時(shí)爐口散熱量較大。在槳和假片入爐正常做片時(shí)散熱量小使得做片時(shí)爐口溫度偏高，氧化層偏厚。柵氧做片用的時(shí)1000，由于沒(méi)有H2，故沒(méi)有內(nèi)點(diǎn)火的影響，但由于和場(chǎng)氧用的是同一個(gè)爐管，做分布時(shí)爐口溫度偏高，造成爐口氧化層生長(zhǎng)較快，氧化層偏厚。擴(kuò)散簡(jiǎn)介目錄1、擴(kuò)散原理2、擴(kuò)散方法3、擴(kuò)散的相互作用4、氣氛和晶向?qū)U(kuò)散系數(shù)的影響5、擴(kuò)散層電學(xué)參數(shù)6、擴(kuò)散雜質(zhì)源7、生產(chǎn)中的有害雜質(zhì)8、擴(kuò)散結(jié)深和擴(kuò)散層薄層電阻的測(cè)量9、離子注入層的退火總述半導(dǎo)體參雜工藝的主要目的在于控制半導(dǎo)體中特定區(qū)域內(nèi)雜質(zhì)的類(lèi)型、濃度、深度和PN結(jié)。而擴(kuò)散技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目的的簡(jiǎn)單而方便的途徑。擴(kuò)散、氧化、光刻工藝的結(jié)合，

18、產(chǎn)生半導(dǎo)體的平面工藝。但在制備淺結(jié)和低濃度摻雜方面，其控制精度已明顯不足。1、擴(kuò)散原理雜質(zhì)在硅中有如下幾種擴(kuò)散機(jī)理：替位式擴(kuò)散：雜質(zhì)原子沿晶格空位跳躍前進(jìn)，雜質(zhì)原子占據(jù)晶格格點(diǎn)的正常位置，不改變晶體結(jié)構(gòu)。填隙式擴(kuò)散：雜質(zhì)原子進(jìn)入晶格后不占據(jù)格點(diǎn)位置，而是從間隙到間隙跳躍前進(jìn)。填隙-替位擴(kuò)散：擴(kuò)散過(guò)程包含前兩種擴(kuò)散方式。替位式擴(kuò)散一般發(fā)生在雜質(zhì)與硅原子半徑相近時(shí)：如硼、磷、砷、銻等。2、擴(kuò)散方法恒定表面濃度擴(kuò)散：整個(gè)擴(kuò)散過(guò)程中，硅片表面濃度保持不變。通常稱(chēng)為預(yù)淀積的擴(kuò)散工藝就屬于這種情況。限定源擴(kuò)散：雜質(zhì)源限定在表面無(wú)限薄的一層內(nèi)，雜質(zhì)總量是常數(shù)，擴(kuò)散時(shí)表面濃度隨時(shí)間減少。通常再分布的擴(kuò)散工藝屬

19、于這種情況。兩步擴(kuò)散：硅平面工藝中，一般采用兩步擴(kuò)散工藝。第一步預(yù)淀積，采用恒定源擴(kuò)散；第二步再分布(再擴(kuò))，采用限定源擴(kuò)散。3、擴(kuò)散的相互作用發(fā)射區(qū)推進(jìn)和上升效應(yīng)：在淺結(jié)高濃度的雙極晶體管中，當(dāng)形成基區(qū)和發(fā)射區(qū)的兩種相反導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)先后擴(kuò)散時(shí)，會(huì)因雜質(zhì)間的相互作用而使發(fā)射區(qū)正下方的基區(qū)有時(shí)比起外的基區(qū)進(jìn)一步向下推進(jìn)(稱(chēng)為發(fā)射區(qū)推進(jìn)或發(fā)射區(qū)陷落效應(yīng))，有時(shí)則受到抑制(稱(chēng)為發(fā)射區(qū)上升效應(yīng))。磷硼組合易產(chǎn)生推進(jìn)，而硼磷則都有可能(看磷基區(qū)濃度而定)4、氣氛和晶向?qū)U(kuò)散系數(shù)的影響在氧化氣氛的影響下，擴(kuò)散系數(shù)變得和晶向有關(guān)；有些雜質(zhì)如硼、磷、砷的擴(kuò)散速率增快(稱(chēng)為氧化增強(qiáng)擴(kuò)散)，有些雜質(zhì)如銻則減慢(

20、稱(chēng)為氧化減速擴(kuò)散)。1)干燥的惰性氣氛下，擴(kuò)散系數(shù)與晶向無(wú)關(guān)2)氧化氣氛下，(100)硅中增強(qiáng)最多。硼最明顯，磷次之，砷最少。3)初始氧化時(shí)增強(qiáng)大4)擴(kuò)散溫度高時(shí)，氧化增強(qiáng)效應(yīng)減弱5)摻氯氧化氣氛時(shí)，能抑制氧化增強(qiáng)效應(yīng)5、擴(kuò)散層電學(xué)參數(shù)擴(kuò)散結(jié)深：擴(kuò)散形成PN結(jié)的幾何位置，即P-N型硅界面離擴(kuò)散層表面的距離(xj)。擴(kuò)散層薄層電阻(也稱(chēng)方塊電阻)：表面為正方形的半導(dǎo)體薄層在電流方向所呈現(xiàn)的電阻(Rs)。電阻率Rs= 1/(xj)6、擴(kuò)散雜質(zhì)源擴(kuò)散工藝采用的雜質(zhì)源，必須是受主(P型)或施主(N型)雜質(zhì)。還應(yīng)具有：較大固溶度、合適的擴(kuò)散系數(shù)、適中的蒸汽壓、在硅中失配比小、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、純度高、使

21、用安全等條件。雜質(zhì)源分為：P型、N型；單質(zhì)、化合物、二氧化硅乳膠、參雜氧化物雜質(zhì)源；固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。常用的雜質(zhì)源有：硼(B)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等6.1 硼擴(kuò)散源硼是最優(yōu)良最常用的受主雜質(zhì)元素。常用有：A、三氧化二硼(B2O3，固態(tài))； B、片狀氮化硅硼源(BN，固態(tài))； C、三溴化硼(BBr3，液態(tài))； D、三氯化硼(BCl3，液態(tài))； E、二氧化硅乳膠硼源(SiO2乳膠+B2O3，乳膠) 等。使用BBr3的幾個(gè)注意點(diǎn)：BBr3在潮濕空氣中易水解、發(fā)煙，并發(fā)熱。遇水可能爆炸。故源瓶密封性要好，通入氮?dú)庖稍铩Br3在受光照、攪動(dòng)時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生溴使源液變黃。故源瓶要遮光。BBr

22、3有強(qiáng)烈的腐蝕性，故管道要有耐腐蝕性。BBr3及溴蒸氣均有毒，使用中要有良好的排風(fēng)。6.2 磷擴(kuò)散源磷是優(yōu)良的最常用的一種施主雜質(zhì)元素。常用的有：A、五氧化二磷(P2O5，固態(tài))； B、固體片狀磷源(SiP2O7+Al(PO3)3，固態(tài))； C、三氯氧磷(POCl3，液態(tài))； D、二氧化硅乳膠磷源(二氧化硅乳膠+P2O5+C2H5OH，乳膠)；三氯氧磷是無(wú)色透明液體，表面濃度可以做得較高，均勻性、重復(fù)性尚好。4POCl3+3O2 2P2O5+6Cl22P2O5+5Si 5SiO2+4P使用時(shí)用兩路氮?dú)猓宦费鯕狻４蟮獨(dú)夂脱鯕庵苯舆M(jìn)爐管，小氮?dú)膺M(jìn)入源瓶攜帶源進(jìn)入爐管。6.2 磷擴(kuò)散源POCl3注

23、意事項(xiàng)：POCl3極易水解：POCl3+3H2OH3PO4+3HCl。HCl溶于源中使源變淡黃色，不能繼續(xù)使用。系統(tǒng)不干燥時(shí)： POCl3+2H2OHPO3+3HCl。HPO3白色粘滯性液體，腐蝕硅，并使舟粘住爐管。氧氣流量要適中，太大時(shí)SiO2太厚，太小時(shí)POCl3發(fā)生熱分解反應(yīng)：5POCl35PCl5+P2O5，能腐蝕硅片。三氯氧磷對(duì)管道有腐蝕作用三氯氧磷及生成物均有毒，使用中要有良好的排風(fēng)。6.3 液態(tài)源擴(kuò)散擴(kuò)散系統(tǒng)示意圖：N2進(jìn)入源瓶，攜帶源蒸氣進(jìn)入爐管，高溫分解生成雜質(zhì)元素。6.4 涂布源擴(kuò)散涂布源擴(kuò)散是先在硅片上涂覆一層含所需雜質(zhì)氧化物的二氧化硅乳膠，烘烤后形成參雜的二氧化硅層，再

24、以此作為雜質(zhì)源經(jīng)高溫向硅內(nèi)部擴(kuò)散。7、生產(chǎn)中的有害雜質(zhì)半導(dǎo)體中的有害雜質(zhì)包括重金屬雜質(zhì)、堿金屬雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì)。重金屬雜質(zhì)主要有Fe、Co、Ni、Cu、Au等。堿金屬雜質(zhì)主要有Na、Li、K等。非金屬雜質(zhì)主要有C、N、O等。7.1 重金屬雜質(zhì)由于重金屬在禁帶中具有兩個(gè)以上能級(jí)，會(huì)引起反型。由于其半徑比硅大得多，容易引起晶格畸變，且擴(kuò)散系數(shù)較大。高溫下，他們?nèi)菀自诰Ц窕儏^(qū)聚集，造成在位錯(cuò)、層錯(cuò)上的沉積，引起PN結(jié)的低擊穿或軟擊穿。可以利用這個(gè)特性，在非有源區(qū)人為引入大量位錯(cuò)，有效吸除有害金屬雜質(zhì)，減少危害。7.2 堿金屬雜質(zhì)堿金屬雜質(zhì)一般是在器件制造過(guò)程中引進(jìn)的。這些可動(dòng)正電荷通常出現(xiàn)在SiO

25、2-Si界面(尤其以Na的沾污影響最大)，他們會(huì)使雙極型晶體管小電流下降，噪聲增加，引起擊穿電壓變化，引起N型溝道，增加反向漏電流，降低擊穿電壓。對(duì)器件的合格率有很大的影響。7.3 非金屬雜質(zhì)氧、碳在高溫下能夠析出，成為氧化層錯(cuò)的核化中心，也可起到金屬雜質(zhì)的凝析中心的作用。碳的存在會(huì)抑制熱施主的存在氧的熱施主效應(yīng)使單晶電阻率及少子壽命出現(xiàn)虛假現(xiàn)象。熱施主效應(yīng)：氧在450左右時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量施主，其能級(jí)在0.13和0.3eV。8、擴(kuò)散結(jié)深和擴(kuò)散層薄層電阻的測(cè)量結(jié)深測(cè)量： 磨角染色法； 滾槽染色法； 陽(yáng)極氧化法； 光掃描法； 中子激活法； 掃描電鏡。薄層電阻測(cè)量： 四探針測(cè)量法； 范德堡法；擴(kuò)散層雜質(zhì)

26、分布測(cè)量： C-V測(cè)量技術(shù)； 擴(kuò)展電阻測(cè)量技術(shù)；9、離子注入層的退火離子注入輻射損傷嚴(yán)重的破壞了晶格的完整性。退火就是利用各種形式的能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生熱量來(lái)消除晶格中的晶格缺陷和內(nèi)應(yīng)力，以恢復(fù)晶格的完整性。退火技術(shù)要求高激活率，摻雜劑無(wú)明顯的再擴(kuò)散，晶格損傷完全消除，缺陷密度和表面態(tài)密度很低，大面積均勻，重復(fù)性良好。主要有熱退火、激光退火、電子束退火、快速熱退火9.1 (快速)熱退火熱退火：熱退火就是把注入后待退火的硅片經(jīng)表面處理后推入爐管內(nèi)，在保護(hù)氣氛下恒定一定時(shí)間后取出。工藝過(guò)程中，通常采用測(cè)量表面薄層電阻的方法來(lái)快速估算參雜濃度。快速熱退火：高溫(900-1350)、快速(1-20S)的固相外延。雜質(zhì)濃度分布退火后基本不變，激活率幾乎100%殘留晶格缺陷少10、 生產(chǎn)線預(yù)擴(kuò)和擴(kuò)散介紹POCL3淀積：920 25m N2+20m N2/LoO2/POCL3 +6m N2，為了摻雜量保持固定，此步工藝和程序固定。目的是在Poly中摻P，降低Poly電阻，提高產(chǎn)品頻率。P阱推結(jié)：1150 2h N2/LoO2，目的是P+注入后通過(guò)推結(jié)形成P