气相外延I艺中的掺杂是直接将含有所需杂质元素的气体掺杂剂,按照所需剂量,和硅源LD1117STR外延剂气体一起通人反应器内,掺杂剂气体也和外延剂气体一样扩散穿越边界层到达衬底,并在衬底上发生 分解,替代硅原子排列在衬底上。

   因掺杂剂和外延剂的热力学性质不同,掺杂使外延生长过程变得更为复杂。杂质掺杂效率不仅依赖于外延温度、生 ⌒长速率、气流中掺杂剂的摩尔分数、反应室的几何形状等因逼素,还依赖于掺杂剂自身的特性。常用的掺杂剂多为含杂质 量长速率一定时,硼的掺入剂量随生长温度上升而增加,而磷和 憨砷的掺入剂量却随温度上升而降低。

   另外,还有迹象表明,影响掺杂效率的因素还有衬底的取向和外延层结晶质量。掺杂剂和硅之间的表面竞争反应,对外延层生长速率也会产生一定的影响。如PH3的存在会降低外延层的生长速率,而马H6的存在会提高外延层的生长速率。外延层中吸收杂质的量取决于外延生长速率。通常生长 速率低时杂质吸收得多,而生长速率高时吸收的杂质相对较少。以从AsH3中吸收As为例,如果外延生长速率由0.2um/min增加到1.0凹/rrlln时,腮的吸收率将减小为原来的1/4。总之,在外延过程中直接进行掺杂,掺杂效率会受到多重因素的影响。

   硅的气相外延是在单晶衬底上生长硅单晶,外延衬底通常并不是本征硅,而是掺杂硅。而气相外延又是高温工艺,在外延层生长过程中,衬底和外延层之间存在杂质交换现象,即出现杂质的再分布现象,外延层和衬底的杂质浓度及分布都与预期的理想情况有所不同。杂质再分布是由自掺杂效应和互扩散效应两种现象引起的。