图511(b)所示为用锑代替硼的扩散,可见氧化区正下方锑的扩散结深小于保护区下方的扩散结深,说明在氧化过程中锑的扩散被阻滞。 MAX8643AETG这是因为控制锑扩散的主要机制是空位。在氧化过程中,所产生的过剩间隙在锑向硅内扩散的同时,不断地与空位复合。使空位浓度减小,从而降低了锑的扩散速率,因为锑主要依靠空位机制完成扩散运动。

    与硼和磷不同,砷在硅中的扩散同时受空位和间隙两种机制控制,而且两种控制机制都很重要。因此,在氧化条件相同的情况下,砷的扩散速率变化没有硼和磷那么明显。其扩散增强的程度要低于硼和磷。

   如果只在中性气氛中进行热处理(如氮化过程),不发生氧化过程,可以观察到硼和磷的扩散被阻滞,雨锑的扩散却被增强,这个现象也可以证明双扩散机制,同时还说明两种扩散机制对硼和磷来说都非常重要,而对锑扩散来说主要是空位机制。在中性气氛中进行热处理的过程并不生成二氧化硅,也就不会产生过剩的间隙硅,因此硼和磷只能依靠空位机制进行扩散运动。不存在间隙机制,同在氧化气氛中相比,硼和磷扩散就被阻滞。相反,由于没有过剩的问隙硅与空位复合,使主要依靠空位机制扩散的锑,其扩散速率与在氧化气氛中相比就被增强。

   在氧化过程中,过剩问隙硅原子的浓度是由氧化速率和复合速率所决定的,所以在氧化过程中的扩散系数是氧化速率的函数。用△D来表示因氧化引起的增强扩散系数,实验结果表明,△D与氧化速率的关系为,AD为增强扩散系数;蜂为氧化速率;″为经验参数,其典型值在⒍2讯3之间。然而实验发现,在高温下进行氧化,硼的氧化增强扩散效果随氧化温度的升高而减弱,而锑的扩散却可以得到增强。对于硼扩散来说,当氧化温度超过H50℃时,硼扩散就被阻滞而不是增强。此外,生长厚氧化层时也有类似的现象。我们知道在高温氧化和生长厚氧化层的过程中,由s/SiO2界面向硅内注入的是空位而不再是间隙硅原子。这样,硼扩散就会囚空位注入而受到阻滞。对锑扩散来说,由于空位注入而得到增强。这就从另一个方面验证了双扩散机制。另外,氧化增强与硅表面的取向有关,在干氧氧化时,氧化增强的效果按(111)、(110)、(100)的顺序递减。