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搀杂工艺

发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:646

掺杂:将需要的杂质掺入特定的半导体区域中,以达到改变半导体电学性质,形成pn结、电阻、欧姆接触
磷(p)、砷(as) — n型硅
硼(b) — p型硅
掺杂工艺:扩散、离子注入
扩 散
替位式扩散:杂质离子占据硅原子的位:
ⅲ、ⅴ族元素
一般要在很高的温度(950~1280℃)下进行,横向扩散严重。但对设备的要求相对较低。
磷、硼、砷等在二氧化硅层中的扩散系数均远小于在硅中的扩散系数,可以利用氧化层作为杂质扩散的掩蔽层
间隙式扩散:杂质离子位于晶格间隙:
na、k、fe、cu、au 等元素
扩散系数要比替位式扩散大6~7个数量级
(绝对不许用手摸硅片—防止na+沾污。)
例如,在n型衬底上掺硼,可以使原先的n型衬底电子浓度变小,或使n型衬底改变成p型;如在n型衬底表面掺磷,可以提高衬底的表面杂质浓度。
掺杂分为热扩散法掺杂和离子注入法掺杂。由光刻工艺(刻蚀)为掺杂确定掺杂的区域,在需要掺杂处(即掺杂窗口)裸露出硅衬底,非掺杂区则用一定厚度的二氧化硅或者氮化硅等薄膜材料进行屏蔽。离子注入则常采用一定厚度的二氧化硅、光刻胶或这两层材料同时作为掺杂屏蔽。
对p型衬底,如果将一定浓度的ⅴ价元素掺入,将使原先的p型衬底空穴浓度变低,或使p型衬底改变为n型。同样的,如果在p型衬底表面掺硼,将提高p型衬底的表面浓度。
所谓热扩散掺杂就是利用原子在高温下的扩散运动,使杂质原子从浓度很高的杂质源向硅中扩散并形成一定的分布。热扩散通常分两个步骤进行:预淀积和再分布。预淀积是在高温下,利用杂质源,如硼源、磷源等,对硅片上的掺杂窗口进行扩散,在窗口处形成一层较薄但具有较高浓度的杂质层。这是一种恒定表面源的扩散过程。
再分布是利用预淀积所形成的表面杂质层做杂质源,在高温下将这层杂质向硅体内扩散的过程。通常再分布的时间较长,通过再分布,可以在硅衬底上形成一定的杂质分布和结深。再分布是限定表面源扩散过程。


掺杂:将需要的杂质掺入特定的半导体区域中,以达到改变半导体电学性质,形成pn结、电阻、欧姆接触
磷(p)、砷(as) — n型硅
硼(b) — p型硅
掺杂工艺:扩散、离子注入
扩 散
替位式扩散:杂质离子占据硅原子的位:
ⅲ、ⅴ族元素
一般要在很高的温度(950~1280℃)下进行,横向扩散严重。但对设备的要求相对较低。
磷、硼、砷等在二氧化硅层中的扩散系数均远小于在硅中的扩散系数,可以利用氧化层作为杂质扩散的掩蔽层
间隙式扩散:杂质离子位于晶格间隙:
na、k、fe、cu、au 等元素
扩散系数要比替位式扩散大6~7个数量级
(绝对不许用手摸硅片—防止na+沾污。)
例如,在n型衬底上掺硼,可以使原先的n型衬底电子浓度变小,或使n型衬底改变成p型;如在n型衬底表面掺磷,可以提高衬底的表面杂质浓度。
掺杂分为热扩散法掺杂和离子注入法掺杂。由光刻工艺(刻蚀)为掺杂确定掺杂的区域,在需要掺杂处(即掺杂窗口)裸露出硅衬底,非掺杂区则用一定厚度的二氧化硅或者氮化硅等薄膜材料进行屏蔽。离子注入则常采用一定厚度的二氧化硅、光刻胶或这两层材料同时作为掺杂屏蔽。
对p型衬底,如果将一定浓度的ⅴ价元素掺入,将使原先的p型衬底空穴浓度变低,或使p型衬底改变为n型。同样的,如果在p型衬底表面掺硼,将提高p型衬底的表面浓度。
所谓热扩散掺杂就是利用原子在高温下的扩散运动,使杂质原子从浓度很高的杂质源向硅中扩散并形成一定的分布。热扩散通常分两个步骤进行:预淀积和再分布。预淀积是在高温下,利用杂质源,如硼源、磷源等,对硅片上的掺杂窗口进行扩散,在窗口处形成一层较薄但具有较高浓度的杂质层。这是一种恒定表面源的扩散过程。
再分布是利用预淀积所形成的表面杂质层做杂质源,在高温下将这层杂质向硅体内扩散的过程。通常再分布的时间较长,通过再分布,可以在硅衬底上形成一定的杂质分布和结深。再分布是限定表面源扩散过程。


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