复旦集成电路工艺-09讲义.pptVIP

集成电路工艺原理;大纲 ;上节课主要内容;例题：CMOS中的p阱的形成。要求表面浓度Cs=4x1017 cm-3，结深xj=3 mm。 已知衬底浓度为CB=1×1015 cm3。 设计该工艺过程。;假定推进退火获得的结深，则根据;2）推进退火的时间;4）假如采用950 ?C热扩散预淀积而非离子注入;费克定律解析解的应用;影响杂质分布的其他因素;1、电场效应（Field effect）——非本征扩散;所以，杂质流由两部分组成：;由 并假定杂质全部离化，有;电场效应对于低浓度本体杂质分布影响更大;2、扩散系数与杂质浓度的关系;;非本征掺杂扩散系数比本征掺杂扩散系数高一个数量级！！;对于B，P来说，在氧化过程中，其扩散系数增加。 对Sb来说，扩散系数减小。 双扩散机制: 杂质可以通过空位和间隙两种方式扩散;;2）ORD：对于Sb来说，其在硅中的扩散主要是通过空位进行。 氧化注入间隙?间隙和空位在硅中复合 ?硅中空位浓度减小?Sb的扩散被抑制 I+V?Sis ;4、发射极推进效应（Emitter Push effect）;常用杂质硼（B），磷（P），砷（As）在硅中的性质 ;2）磷;3）砷;气态相源扩散（gas source） 液态源扩散（liquid source） 固态源扩散（solid source） 旋涂源扩散（spin-on-glass） 注意：在引入扩散源后作推进扩散时，常常会在硅片上表面有一氧化层或其它覆盖层保护硅片，使硅片中的杂质不会挥发到大气中去。;1、气态源扩散;2、液态源扩散;1）液态源硼扩散 ? 源 硼酸三甲脂 B[(CH3)O]3 ? 在500 oC 以上分解反应 B[(CH3)O]3 ? B2O3 + CO2 + H2O ＋ ... 2B2O3 + 3Si ? 3SiO2 + 4B ? 例： 预淀积: 950 oC 通源 10－20 分钟，N2 再分布: 1100 － 1200 o C干氧＋湿氧＋干氧;2）液态源磷扩散 ? 源 三氯氧磷 (POCl3) 600 ?C 5POCl3 ???? P2O5 + 3PCl5 2P2O5 + 5Si = 5SiO2 + 4P (向硅中扩散) ? PCl5难分解，会腐蚀硅，故还要通入少量O2 4PCl5 + 5O2 ???? 2P2O5 + 10Cl2 ? ? 例 ： 预淀积 :1050 ?C N2 和 O2 再分布: 950 ?C O2;3、固态源扩散（B2O3，P2O5，BN等）;锑的箱法扩散 硅片与扩散源同放一箱内， 在N2气保护下扩散 源 ： Sb2O3 : SiO2 = 1:4 (粉末重量比) 2Sb2O3 + 3Si = 4Sb + 3SiO2 ;4、 旋涂掺杂法（spin-on-glass）;扩散层质量检验; 四探针薄层电阻测量;结深测量;掺杂分布测量;二次离子质谱（Secondary Ion Mass Spectroscopy, SIMS）;37;本节课主要内容