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半导体制造技术题库答案--第1页

1.分别简述RVD和GILD的原理，它们的优缺点及应用方向。

快速气相掺杂(RVD,RapidVapor-phaseDoping)利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气

氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度，同时掺杂剂发生反应产生杂质原子，杂质原子直

接从气态转变为被硅表面吸附的固态，然后进行固相扩散，完成掺杂目的。

同普通扩散炉中的掺杂不同，快速气相掺杂在硅片表面上并未形成含有杂质的玻璃层；同离

子注入相比(特别是在浅结的应用上)，RVD技术的潜在优势是：它并不受注入所带来的一些效

应的影响；对于选择扩散来说，采用快速气相掺杂工艺仍需要掩膜。另外，快速气相掺杂仍然

要在较高的温度下完成。杂质分布是非理想的指数形式，类似固态扩散，其峰值处于表面处。

气体浸没激光掺杂(GILD:GasImmersionLaserDoping)用准分子激光器(308nm)产生高能

量密度(0.5—2.0J/cm2)的短脉冲(20-100ns)激光，照射处于气态源中的硅表面；硅表面因吸收能

量而变为液体层；同时气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子；通过液相扩散，杂质原

子进入这个很薄的液体层，溶解在液体层中的杂质扩散速度比在固体中高八个数量级以上，因

而杂质快速并均匀地扩散到整个熔化层中。

当激光照射停止后，已经掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体。由液体变为固

态结晶体的速度非常快。在结晶的同时，杂质也进入激活的晶格位置，不需要近一步退火过程，

而且掺杂只发生在表面的一薄层内。

由于硅表面受高能激光照射的时间很短，而且能量又几乎都被表面吸收，硅体内仍处于低温

状态，不会发生扩散现象，体内的杂质分布没有受到任何扰动。

硅表面溶化层的深度由激光束的能量和脉冲时间所决定。因此，可根据需要控制激光能量密

度和脉冲时间达到控制掺杂深度的目的。

2.集成电路制造中有哪几种常见的扩散工艺？各有什么优缺点？

扩散工艺分类：按原始杂质源在室温下的相态分类，可分为固态源扩散，液态源扩散和气态

源扩散。

固态源扩散

(1).开管扩散优点：开管扩散的重复性和稳定性都很好。

(2).箱法扩散优点；箱法扩散的硅表面浓度基本由扩散温度下杂质在硅中的固溶度决

定，均匀性较好。

(3).涂源法扩散缺点：这种扩散方法的表面浓度很难控制，而且又不均匀。

(4).杂质源也可以采用化学气相淀积法淀积，这种方法的均匀性、重复性都很好，还可以把

片子排列很密，从而提高生产效率，其缺点是多了一道工序。

液态源扩散液态源扩散优点：系统简单，操作方便，成本低，效率高，重复性和均匀性

都很好。扩散过程中应准确控制炉温、扩散时间、气体流量和源温等。源瓶的密封性要好，扩

散系统不能漏气。

气态源扩散气态杂质源多为杂质的氢化物或者卤化物，这些气体的毒性很大，且易燃易

爆，操作上要十分小心。

快速气相掺杂(RVD)

气体浸没激光掺杂(GILD)

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3.杂质原子的扩散方式有哪几种？它们各自发生的条件是什么？从原子扩散的角度举例说明氧化

增强扩散和氧化阻滞扩散的机理。

①交换式：两相邻原子由于有足够高的能量，互相交换位置。

②空位式：由于有晶格空位，相邻原子能移动过来。

③填隙式：在空隙中的原子挤开晶格原子后占据其位，被挤出的原子再去挤出其他原子。

④在空隙中的原子在晶体的原子间隙中快速移动一段距离后，最终或占据空位，或挤出晶格

上原子占据其位。

以上几种形式主要分成两大类：①替位式扩散；②填隙式扩散。

替位式扩散

如果替位杂质的近邻没有空位．则替位杂质要运动到近邻晶格位置上，就必须通过互相换位

才能实现。这种换位会引起周围晶格发生很大的畸变，需要相当大的能量，因此只有当替位杂

质的近邻晶格上出