磷扩散是n型掺杂使用最多的方法之一,目前多用固态陶瓷片源,采用开管式方法,以预淀积R3112N281A-TR和再分布两步法进行。

   (1)工艺流程

   磷扩散与硼扩散I艺相近,但磷扩散一般不进行漂磷硅玻璃工序。另外,磷扩散的两步工艺:预淀积和再分布。根据需要通常是预淀积温度高于再分布温度,再分布时间也较短,目的是使表面浓度高,磷扩人得浅。

    例如,3DK4的磷扩散,预淀积温度为1050℃,时间为12而n;然后不去除磷硅玻璃,直接进行再分布,也叫三氧;再分布温度为950℃,时间为40min;通氧条件是,干氧5n⒒n,湿氧20min→干氧5min。可见,与硼扩散相比,预淀积温度高,再分布扩散温度低,时间短,磷扩入的深度较浅,表面浓度高,接近预淀积温度的固溶度。

   磷源多采用五氧化二磷固态源,但五氧化二磷吸湿性强,易水解,因此难以控制源片表面浓度。目前多采用在磷酸铵、磷酸二铵中加入惰性陶瓷黏合剂,热压形成磷源,或者在惰性陶瓷中加⒛%的硅胶磷酸盐构成源片。在进行工艺操作与存放时,源必须保持干燥,以免发生变性和变形。

   2)工艺原理

   磷固态源也须活化后使用,活化是磷源在扩散温度氧气氛围下保持一段时间,以使磷源表面及扩散用炉管中形成五氧化二磷蒸气,在磷扩散时转化为磷硅玻璃(PSG)和磷,磷进入硅中磷是n型替位杂质,失配因子为0.068,失配小,杂质浓度可达10⒉cm3,该浓度即为电活性浓度。

   砷与锑扩散

   砷与锑的扩散系数约是磷、硼的十分之一,因此适于作为前扩散杂质,如埋层扩散或前期的扩散杂质。砷扩散一般是采用闭管式扩散方式,扩散源为固态3%砷粉,砷在硅中的固溶度最高可达2)K1021 cll1 2。

    锑扩散一般是采用箱式扩散方式,扩散源为五氧化二锑固态源,砷在硅中的固溶度最高为(2~5)×1019 till1 3。