自掺杂效应是指高温外延时,高掺杂衬底的杂质反扩散进人气相边界层,又从边界层扩散掺人外延层的现象。 LD2980ABU50TR这不仅会改变外延层和衬底杂质浓度及分布,对于yn或Vp硅外延,还会改变pn结位置。自掺杂效应是气相外延的本征效应,不可能完全避免。

   通过气相外延工艺实际得到的外延层/衬底中杂质的再分布示意图如图⒊10所示。其中,图310(a)是自掺杂效应引起的杂质再分布示意图,实线是理想杂质分布曲线,虚线是杂质再分布后的实际分布曲线。实际杂质分布曲线除了可通过实测获得之外,还可通过下面的方法得到计算值。假设1:外延层生长时外延剂中无杂质,外延层中杂质都来源于自掺杂效应,如图⒊10(a)自掺杂式中,YF(=)为外延层中J处的杂质浓度;r为从界面算起的垂直距离;Ns为衬底杂质浓度;Φ为生长指数,可由实验确定,单位是cm l。

   生长指数Φ与掺杂剂、化学反应、反应器及生长过程等因素有关。例如,As比B、P更容易蒸发,其Φ就大;SiC1反应过程中的Φ要比⒏H4的小;边界层ε越厚,Φ就越大。

   由式(318)可知,随着外延层的不断加厚,杂质浓度也就不断下降,直至最终实现无掺杂层。但是,实际情况并非如此,当外延层中的杂质降到某个最低值后,就不再随外延层厚度的增加而减小,典型最低值为10"~lOb trLtom√∞1s。出现这种情况是由于杂质从衬底各面,以及基座、反应室的壁面不断蒸发,尤其是从衬底背面连续蒸发所造成的。

   假设2:衬底杂质无逸出(或认为衬底未掺杂),外延生长开始时,外延剂中杂质被反应室等壁面吸附而有所消耗,当吸附饱和后消耗停止,外延生长中杂质剂量恒定,即图31O(a)自掺杂中的双点画线,Nm为稳态时外延层中的杂质浓度,即对应于无限厚处的杂质浓度。如果外延层/衬底的杂质类型相同,即图310(a)自掺杂的上图,点画线和双点画线相加得到实际杂质分布曲线;如果外延层/衬底的杂质类型相反,点画线和双点画线相减(杂质的补偿效应)得到实际杂质分布曲线,值为零的位置就是pll结的位置,如图310(a)自掺杂的下图所示。