《0微电子工艺基础外延工艺》-课件.pptVIP

第4章 外延工艺 * ② 影响外延生长速率的因素 D 其它 反应腔界面形状等。 （2） 外延生长速率 2、硅的气相外延 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * ① 系统要求 气密性好； 温度均匀； 气流均匀； 反应剂和掺杂剂的浓度和流量精确可控； 外延前能对衬底做气相抛光； （2） 外延生长速率 2、硅的气相外延 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * （3） 系统及工序 ② 工序（参见教材图12.35） 2、硅的气相外延 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * 第4章 外延工艺 一、相图和固溶度的概念 二、外延工艺 1、概述 2、硅的气相外延 3、掺杂 4、缺陷与检测 5、外延的应用 三、其它外延 * 3、掺杂 按器件对外延导电性和电阻率的要求，在外延的同时掺入适量的杂质，这称为有意掺杂。 （1）有意掺杂 有意掺杂的掺杂剂：通常为氢化物或者氯化物 例如：N型为PH3 、 AsH3、PCl3、 AsCl3 例如：P型为B2H6 剧毒 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * 掺杂剂的掺杂也包括质量传输和表面化学反应过程。 （1）有意掺杂 外延层的掺杂量影响因素： A 掺杂剂的浓度 B 衬底温度 C 淀积速率等其他因素 3、掺杂 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * （1）有意掺杂 外延层的掺杂浓度与掺杂剂初始分压的关系： 3、掺杂 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * （2）自掺杂（可参考教材P258中间部分） 大多数VLSI电路要求在重掺杂（1019-1020cm-3）衬底上外延轻掺杂（ 1014-1017cm-3 ）层。 外延层通常会有三个无意掺杂过程发生。 衬底中的杂质因挥发等而进入气流，然后重新返回外延层。 3、掺杂 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * 3、掺杂 （3）杂质外扩散（可参考教材P258中间部分） 重掺杂衬底中的杂质通过热扩散进入外延层。 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * 3、掺杂 （3）杂质外扩散（可参考教材P258中间部分） 杂质分布曲线：（其中N（x） = N1 （x） + N2 （x） ） 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * 3、掺杂 （3）杂质外扩散 综合自掺杂效应和互扩散效应。杂质浓度分布曲线： 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * 第4章 外延工艺 一、相图和固溶度的概念 二、外延工艺 1、概述 2、硅的气相外延 3、掺杂 4、缺陷与检测 5、外延的应用 三、其它外延 * 4、缺陷与检测 （1）缺陷种类 （参见教材P256） a 存在于衬底中并连续延伸到外延层中的位错 b 衬底表面的析出杂质或残留的氧化物 堆跺层错（参见教材p257最下部分） c 外延层中的析出杂质 d 与工艺或表面加工有关形成的表面锥体缺陷 e 衬底堆跺层错的延伸 第4章 外延工艺  二、外延工艺 * 4、缺陷与检测 （2）参数测量 第4章 外延工艺  二、外延工艺 * 第4章 外延工艺 一、相图和固溶度的概念 二、外延工艺 1、概述 2、硅的气相外延 3、掺杂 4、缺陷与检测 5、外延的应用 三、其它外延 * 5、外延的应用***** （1）双极型电路 ① n/n+外延 在n型外延层上制作高频功率晶体管 n+用作机械支撑和导电层，同时降低了集电极的串联电阻 n提高了集电极基极之间的击穿电压。 第4章 外延工艺  二、外延工艺 * 5、外延的应用 （1）双极型电路 ② n/p外延 双极型传统工艺在p衬底上进行n型外延（P257中间最后一句话） 通过简单的p型杂质隔离扩散，实现双极型集成电路元器件的隔离。 第4章 外延工艺 二、外延工艺 * 5、外延的应用 （2）MOS电路 外延膜的主要