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集成电路工艺原理;大纲 ;掺杂（doping）：将一定数量和一定种类的杂质掺入硅中，并获得精确的杂质分布形状（doping profile）。;杂质分布形状（doping profile）举例;掺杂过程;基本概念;1、结深的定义 xj : 当 x = xj 处 Cx（扩散杂质浓度）= CB（本体浓度） ;2、薄层电阻 RS（sheet resistance）;方块时，l＝w，R＝RS。所以，只要知道了某个掺杂区域的方块电阻，就知道了整个掺杂区域的电阻值。;物理意义： 薄层电阻的大小直接反映了扩散入硅内部的净杂质总量 q 电荷，? 载流子迁移率，n 载流子浓度 假定杂质全部电离 载流子浓度 n = 杂质浓度 N 则： Q：从表面到结边界这一方块薄层中单位面积上杂质总量 ;对于不均匀的杂质分布;3、杂质固溶度（dopant solid solubility）;As在硅中的固溶度: 2?1021 cm-3 As的电学可激活浓度: 2?1020 cm-3;扩散的微观机制;填隙式（ interstitial assisted kick-out)或推填式扩散（Interstitialcy-assited);间隙原子;间隙式扩散： Au, Ag, Cu, Fe, Ni等;在温度T，单位晶体体积中的空位数 每一格点出现空位的几率为 Nv/N，替位式原子必须越过的势垒高度为Es; Es + Evac约3 ? 4 eV 跳跃几率为 慢扩散杂质;Ea：本征扩散激活能， D0和温度弱相关，而主要取决于晶格 几何尺寸和振动频率v0 表观扩散系数：; D0(cm2/s) Ea(eV) B 1.0 3.46 In 1.2 3.50 P 4.70 3.68 As 9.17 3.99 Sb 4.58 3.88;扩散是微观粒子作无规则热运动的统计结果，这种运动总是由粒子浓度较高的地方向浓度低的地方进行，而使得粒子的分布逐渐趋于均匀。扩散的原始驱动力是体系能量最小化。;费克第一定律;费克第二定律 —浓度、时间、空间的关系;费克第二定律;特定边界条件下，扩散方程的解;2、恒定表面源扩散：表面杂质浓度恒定为Cs;erfc(x) = Complementary Error Function = 1 - erf(x);：称为特征扩散长度;3）杂质浓度梯度;余误差函数分布;3、有限源扩散：杂质总量恒定为QT;2）扩散结深;相同表面浓度归一化后，两种分布的比较 —瞬时间，二者相似;高斯函数分布;多步退火（推进）过程（Multiple drive-in process）;二步扩散;因为;余误差函数分布（erfc）;本节课主要内容