在硅中的固溶度足够高,要大于所需要的表面浓度;扩散系数的大小要适当,杂质扩散便于控制。R3111N091A-TR例如,发射区磷扩散,对于一般晶体管来说是能够满足要求的。但对于浅结(如0.2um以下)扩散,为使扩散时间不至于过短,扩散温度应较低(为850℃左右)。扩散温度低,易在硅中产生沉淀(因固溶度受到限制),造成电活性的磷浓度降低。就是在这种情况下,磷扩散的时间也较短(约10而n),难以控制,重复性差。囚此,用磷来实现浅结高浓度扩散是困难的。如果采用砷杂质,由于在相同温度和相同杂质浓度下,砷在硅中的扩散系数比磷要小一个数量级左右,则可在较高温度下进行较长时问的扩散,易于实现浅结高浓度扩散。囚此,在微波晶体管中,通常用砷代替磷作为施主杂质。另外,由于砷原子的四面体半径与硅相接近,砷扩散到硅中一般不易产生失配位错,从而不会产生高浓度磷扩散所引起的“发射区推进效应”,可使基区宽度做到小于0.1um,有利于提高微波晶体管的性能。

    相继扩散的不同杂质的扩散系数,其大小应搭配适当。例如,晶体管的基区扩散和发射区扩散,前者的杂质扩散系数应小于后者的杂质扩散系数。这样,扩散基区的宽度才能被有效地调节和控制。常用的基区扩散杂质硼和发射区扩散杂质磷能较好地满足这一要求。另一种情况是要求已经掺人的杂质在后续的热处理过程中,杂质分布变化小。例如,硅集成电路的埋层杂质源,为了不至于在以后 的长时间隔离扩散时,使埋层向外延层推移太多,要求埋层扩散杂质源的扩散系数尽可能小。锑和砷的扩散系数都比较小,可以用于埋层的杂质源。

   当然,作为扩散用的杂质源,还有其他方面的要求,如纯度高,杂质电离能小,使用方便、安全等。例如,从埋层扩散对杂质扩散系数要求来看,采用砷比采用锑更理想,而且固溶度大。但由于砷有毒,蒸气压叉高,在工艺操作上有一定的困难,因此一般还是不采用砷而采用锑。