PNP双极型晶体管的设计

1、课程设计课程名称微电子器件工艺课程设计题目名称PNP双极型晶体管的设计学生学院材料与能源学院专业班级_0学号学生姓名指导教师一、课程设计的内容设计一个均匀掺杂的pnp型硅双极晶体管，满足T=300K时，基区掺杂浓度为NB=1016cm3,共发射极电流增益6=50。BMew60V,设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响，假设经验参数为年n=3）二、课程设计的要求与数据1. 了解晶体管设计的一般步骤和设计原则2.根据设计指标设计材料参数，包括发射区、基区和集电区掺杂浓度Ne,Nb,和Nc,根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命等。3. 根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构

2、参数，包括集电区厚度Wc,基本宽度Wb,发射区宽度We和扩散结深Xjc,发射结结深Xje等。4. 根据扩散结深Xjc,发射结结深Xje等确定基区和发射区预扩散和再扩散的扩散温度和扩散时间；由扩散时间确定氧化层的氧化温度、氧化厚度和氧化时问。5.根据设计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出基区、发射区和金届接触孔的光刻版图。6.根据现有工艺条件，制定详细的工艺实施方案。7.撰写设计报告三、课程设计应完成的工作1. 材料参数设计2. 晶体管纵向结构设计3. 晶体管的横向结构设计（设计光刻基区、发射区和金届化的掩膜版图形）4. 工艺参数设计和工艺操作步骤5. 总结工艺流程和工艺参数6.

3、 写设计报告四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1教师布置设计任务，讲解设计要求和方法教1-4012011.6.62学生熟悉设计任务，进行资料查阅和整体设计方案的制正图书馆，教1-4012011.6.73设计晶体管的各区材料参数和结构参数设计图书馆，教1-4012011.6.84.教师集中辅导，分析材料参数和结构设计中存在的主要问题教1-4072011.6.95晶体管工艺参数设计，实验室教1-4022100.6.102011.6.116绘制光刻基区、发射区和金届化的版图实验室教1-4022011.6.122011.6.138教师集中辅导，分析工艺设计中存在的主要问题实验室教1-3

4、222011.6.149总结设计结果，写设计se告实验室教1-3222011.6.1510写课程设计报告图书馆，宿室2011.6.1611教师组织验收，提问答辩实验室2011.6.17五、应收集的资料及主要参考文献1 .半导体器件基础RobertF.Pierret著，黄如译，电子工业出版社，2004.2 .半导体物理与器件赵毅强等译，电子工业出版社，2005年.3 .硅集成电路工艺基础，关旭东编著，北京大学出版社，2005年.发出任务书日期：2011年6月6日指导教师签名：计划完成日期：2011年6月17日基层教学单位责任人签章:主管院长签章：目录一、课程设计目的与任务，,，2二、课程设计时间

5、,2三、课程设计的基本内容,23.1微电子器件与工艺课程设计一一npn双极型晶体管的设计,23.2课程设计的主要内谷：，,，2四、课程设计原理，,，3五、工艺参数设计,35.1晶体管设计的一般步骤：,3材料参数计算,45.2.1各区掺杂浓度及相关参数的计算,4集电区厚度Wc的选择,，8基区宽度WB,8晶体管的横向设计,115.2.4.1晶体管横向结构参数的选择，,，115.3工艺参数设计,12晶体管工艺概述,12工艺参数计算思路,135.3.3基区相关参数的计算过程：,135.3.4发射区相关参数的计算过程,15氧化时间的计算,175.3.6外延层的参数计算,195.3.7设计参数总结,20六

6、、工艺流程图,21七、生产工艺流程,21硅片活洗，,，21氧化工艺，,，227.3第一次氧化工艺步骤（基区氧化）,237.4采用比色法测量氧化层厚度,237.5第一次光刻工艺（基区光刻）,247.6硼扩散工艺，,，257.6.1 原理,257.6.2 工艺步骤，,，257.7第二次光刻工艺（发射区光刻），,，267.8磷扩散工艺（发射区扩散）,267.8.1 工艺原理，,，267.8.2 工艺步骤（扩散的过程同时要进行发射区的氧化）,2728八、版图，,九、心得体会,30十、参考文献31IIJ/V,*PNP双极型晶体管的设计一、课程设计目的与任务微电子器件与工艺课程设计是继微电子器件物理、微电

7、子器件工艺和半导体物理理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程，使我们系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体材料及工艺的有关知识的必不可少的重要环节。目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上，掌握晶体管的设计方法。要求我们根据给定的晶体管电学参数的设计指标，完成晶体管的纵向结构参数设计T晶体管的图形结构设计T材料参数的选取和设计T制定实施工艺方案T晶体管各参数的检测方法等设计过程的训练，为从事微电子器件设计、集成电路设计打下必要的基础，二、课程设计时间两周三、课程设计的基本内容3.1微电子器件与工艺课程设计一一pnp双极型晶体管的设计设计一个均匀掺杂的pnp型硅双极晶

8、体管，满足T=300K时，基区掺杂浓度为Nw1016cm3,共发射极电流增益6=50。BVeo=60V,设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响，假设经验参数为年n=3)。3.2课程设计的主要内容：(1) 了解晶体管设计的一般步骤和设计原则。(2) 根据设计指标选取材料，确定材料参数，如发射区掺杂浓度NE,基区掺杂浓度NB,集电区掺杂浓度Nd,根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命等。(3) 根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，如集电区厚度W,基区宽度W,发射极宽度W和扩散结深Xc,发射结结深等。(4) 根据结深确定氧化层的厚度，氧化温度和氧化时间；杂质预扩散和再

9、扩散的扩散温度和扩散时间。(5) 根据设计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出基区、发射区和金届接触孔的光刻版图。(6) 根据现有工艺条件，制定详细的工艺实施方案。四、课程设计原理晶体管的设计是有关晶体管物理知识的综合应用。晶体管的基本理论只能反映晶体管内部的基本规律，而且这些规律往往是基丁很多假设，并忽略了很多次要因素的情况下得到的，如工艺因素的影响，半导体材料的影响及杂质浓度的具体分布形式等。因此，在进行晶体管设计时必须从生产实践中总结出经验数据与基本的理论结合起来，经过多次反复，才能得到切实可行的设计方案。同时，对有志从事半导体器件以及集成电路有关工作的工程技术人员来说，要

10、系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体材料及工艺的有关知识，晶体管设计也是必不可少的重要环节。晶体管设计过程，实际上就是根据现有的工艺水平，材料水平，设计水平和手段以及所掌握的晶体管的有关基本理论，将用户提出的或预期要得到的技术指标或功能要求，变成一个可实施的具体方案的过程。因此，设计者必须对当前所能获取的半导体材料的有关参数和工艺参数有充分的了解，并弄活晶体管的性能指标参数与材料参数，工艺参数和器件几何结构参数之间的相互关系，才可能得到设计所提出的要求。但是晶体管的种类繁多，性能指标要求也就千差万别，因此要将各类晶体管的设计都要讲活楚是很难的，所以我们只能简单介绍一下晶体管设计的一般步骤和基

11、本原则。五、工艺参数设计5.1晶体管设计的一般步骤：晶体管设计过程大致按下列步骤进行:第一，根据预期指标要求选定主要电学参数6、VcBOVCEOICM,确定主要电学参数的设计指标。第二，根据设计指标的要求，了解同类产品的现有水平和工艺条件，结合设计指标和生产经验进行初步设计，设计内容包括以下几个方面：(1) 根据主要电学参数计算出各区的浓度：Nc、NeeNbb(2) 纵向设计：根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，如基区宽度W,扩散结深X和集电区厚度W度。(3) 横向设计：根据设计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出光刻版图。(4) 根据设计指标选取材料，确定材料参数，如

12、电阻率P,位错，寿命，晶向等。(5) 根据现有工艺条件，制定实施工艺方案。(6) 根据晶体管的类型进行热学设计，选择分装形式，选用合适的管壳和散热方式等。第三，根据初步设计方案，对晶体管的电学验算，并在此基础上对设计方案进行综合调整和修改。第四，根据初步设计方案进行小批测量试制，暴露问题，解决矛盾，修改和完善设计方案。5.2材料参数计算5.2.1各区掺杂浓度及相关参数的计算由设计题目可知，晶体管的设计指标是：300K时，基区掺杂浓度为NB=1016cm3,共发射极电流增益6=50,BMe=60M对上表参数进行仔细分析后可发现，上述参数中，只有击穿电压主要由集电区电阻率决定。因此，集电区电阻率的

13、最小值由击穿电压决定，在满足击穿电压要求的前提下，尽量降低电阻率，并适当调整其他参量，以满足其他电学参数的要求。BVcbo=n1.：BVCEO=3.15060=222.5V对丁击穿电压较高的器件，在接近雪崩击穿时，集电结空间电荷区已扩展至均匀掺杂的外延层。因此，当集电结上的偏置电压接近击穿电压V时，集电结可3用突变结近似，对丁Si器件击穿电压为VB=6x1013(Nbc),由此可得集电区杂质浓度为：134134610610Nc=()3=()3BVcbon1：BVceo根据公式，可算出集电区杂质浓度:Nc13二(BVcbo134.134_6_103610)3n1：BVceo一31506015J3

14、15J31.710cm=210cm股的晶体管各区的浓度要满足NeNNd,故,因为NB=1016cm；,所以取Ne=2*1018cm；0uIO151。皓1。口IQi*:四成冶DignTfiI?1iv图1室温下载流子迁移率与掺杂浓度的函数关系(器件物理55页)查图1得到少子迁移率：C=N=1332cm2/Vs%B=p=437cm2/Vs、=N=200cm2/Vs根据公式可知：DC=匝口C=0.02591332=34.4988cm2/sqDb=匝b=0.0259437=11.3183cm2/sqDe=坷E=0.0259200=5.18cm2/sq图2掺杂浓度与电阻率的函数关系（器件物理59页）根据图

15、2,可得到不同杂质浓度对应的电阻率：处=7。cm（即衬底选用的电阻率）Pb=0&cmPe=0.04必cmIO*ID-*80-卜titIO-4no-*图5-21p坦Si中少敷莪流f电，的右命和打融长谜七捧条浓度的美虽图3少子寿命与掺杂浓度的函数关系（半导体物理177页）根据图3,可得到E、EkC三区的少子寿命战、七和teC=1.110%B=7.510%e=710”sCEE注明：这里的少子寿命偏大，故取器件物理287页的经验值，为了方便得到较合理的基区准中性宽度，所以这里的少子寿命取值如下：C=10”sB=10sE=10%根据公式有：Lc=；Dcc=334.5105.873567910cmLb=.

16、Dbb=11.3210:3.36426810cmLe=：Dee=：5.18107.1910cm5.2.2集电区厚度Wc的选择集电区厚度Wc根据公式求出集电区厚度的最小值为:WcXmB:1.310cm2;0;sBVcBO228.8510411.8222.52-qNC1.610冬21015W的最大值受申联电阻rcs的限制。增大集电区厚度会使申联电阻rcs增加,饱和压降VCes大，因此W的最大值受申联电阻限制。综合考虑这两方面的因素，故选择W=14m5.2.3基区宽度WB(1) 基区宽度的最大值对丁低频管，与基区宽度有关的主要电学参数是P,因此低频器件的基区宽的最大值可按下式估计:Wb:上21P因此

17、基区宽度度最大值由E确定。当发射效率慎1时，电流放大系数为了使器件进入大电流状态时，电流放大系数仍能满足要求，因而设计过程中取7尸4。根据公式，求得低频管的基区宽度的最大值为：,I21Wb占24乂（3.364268勺0;2八509.532410cm由公式可看出，电流放大系数E要求愈高，则基区宽度愈窄。为提高二次击穿耐量，在满足0要求的前提下，可以将基区宽度选的宽一些，使电流在传输过程中逐渐分散开，以提高二次击穿耐性。(2) 基区宽度的最小值为了保证器件正常工作，在正常工作电压下基区绝对不能穿通。因此，对丁高耐压器件，基区宽度的最小值由基区穿通电压决定，此处BVcbo=222.5V,对于均匀基区

18、晶体管，当集电结电压接近雪崩击穿时，基区一侧的耗尽层宽度为：11XminB8.8510羽11.821015二m=1916何222.5=2.195410cm1.61010161.21016宽度的最小值往往还受工艺的限制。则由上述可知：2.1954m：Wb：9.5324m(3) 基区宽度的具体设计NBVcBO2孔2CBVCBO.%Na(Nd+Na)J%Na(Nc+Nb)在高频器件中，基区与PN结二极管的分析类似，在平衡和标准工作条件下，BJT可以看成是由两个独立的PN结构成，它在平衡时的结构图如下所示：EWbC图4平衡条件下的PNPB极管的示意图具体来说，由丁NNb，所以E-B耗尽区宽度（Web）

19、可近视看作全部位丁基区内，乂由NbNc，得到大多数C-B耗尽区宽度（Wcb）位丁集电区内。因为C-B结轻掺杂一侧的掺杂浓度比E-B结轻掺杂一侧的浓度低，所以WCbWeb。另外注意到Wb是基区宽度，W是基区中准中性基区宽度；也就是说，对丁PNP晶体管，有：Wb-WXnEB-XnCB(10)其中XnEB和XnCB分别是位丁N型区内的E-B和C-B耗尽区宽度。在BJT分析中W指的就是准中性基区宽度。k0TNeNb10181016E-B结的内建电势Vbi为：VbiEB=-ln=0.0259=0.8248Vqn2(10)2kT.C-B结的内建电势Vbi为：VbiCB=lnqNcNb2ni21015101

20、6=0.0259ln=0.6145V(1010)2根据公式有:E-B结在基区一边的耗尽层厚度XnEB为NeNb可以当成单边突变结处理111*248下3.315410%mX=2K施崟V】2“WK_rV12XnEB!qNB(NE+NB)VbiEBJ!q屁福叫=211.88.8510如1IL1.610491016C-B结在基区一边的耗尽层厚度XnCB为XnCB2Ks;。Nc、/VbiEB1I2=!1521015211.88.8510J4C971677J5c161.610102101010.61451.245110%m|qNbNcNb根据公式有:denbwDbNeLe50=1aa25.181016W1

21、(WX184+X3!11.3183107.19722乂1023.36号0J求解得到W=5.9210cm：5.9354m由上述可得基区总宽度：_亳_S_一5一_4-.WB=WXnEBXnCB=5.9354103.3154101.245110=6.486210cm：6.5mbnEBiicb满足条件：2.1954HmWB9.5324Pm,这个宽度是允许的，但是为了与标准工艺相对应，这里的Wb取6m,方便以后的计员。(3)扩散结深在晶体管的电学参数中，击穿电压与结深关系最为密切，它随结深变浅，曲率半径减小而降低，因而为了提高击穿电压，要求扩散结深一些。但另一方面，结深却乂受条宽限制，由丁基区积累电荷增

22、加，基区渡越时间增长，有效特征频率就下降，因此，通常选取：反射结结深为Xje=WB=510cm集电结结深为Xjc=WB=1010%m(4) 芯片厚度和质量本设计选用的是电阻率为7。cm的P型硅，晶向是111。硅片厚度主要由集电结深、集电区厚度、衬底反扩散层厚度决定。同时扩散结深并不完全一致，在测量硅片厚度时也存在一定误差。因此在选取硅片厚度时必须留有一定的的余量。衬底厚度要选择适当，若太薄，则易碎，且不易加工；若太厚，则芯片热阻过大。因此，在工艺操作过程中，一般硅片的厚度都在300um以上，但最后要减薄到150200umi硅片的质量指标主要是要求厚度均匀，电阻率符合要求，以及材料结构完整、缺陷

23、少等。5.2.4晶体管的横向设计5.2.4.1晶体管横向结构参数的选择横向设计进行晶体管横向设计的任务，是根据晶体管主要电学参数指标的要求，选取合适的几何图形，确定图形尺寸，绘制光刻版图。晶体管的图形结构种类繁多：从电极配置上区分，有延伸电极和非延伸电极之分；从图形形状看，有圆形、梳状、网格、覆盖、菱形等不同的几何图形。众多的图形结构各有其特色。此次设计的晶体管只是普通的晶体管，对图形结构没有特别的要求，所以只是采用普通的单条形结构。三极管剖面图如图5,三极管俯视图如图6。图5:三极管剖面图图6:三极管俯视图(2)基区、发射区与集电区面积的计算基区面积无特别要求，取有效的AB=100m2根据设

24、计要求，涉及到集电极电流IC受基区电导调制效应的限制。有公式:2qAeDeNEWBIcWb2qDeNE510弱3.610421.61093.3861018622:310cm=30um(8)由最大饱和压降VCE舞2V可得到:VcES=Vje-VjcIcmc-CAc其中Vje、Vjc为临界饱和时的结压降，通常Vje-Vjc&0.1V,住可以到半导体物理学第七版，电子工业出版社一书的124页，图4-15进行查得PC=2,A例A=VcES*je-Vc)由（8）式得:51021010222-0.1=6.010&cm2=600um2另外，为满足散热要求，取岛要大一些。故最终决定的三个区的面积分别为入=60

25、0um2,A.=100um2,A：30um25.3工艺参数设计5.3.1晶体管工艺概述在集成电路工艺中，最早得到广泛应用的一种双极型工艺技术就是所谓的三重扩散方法，由丁其成本低、工艺简单以及成品率高等优点，这种技术直到今天在某些应用领域中仍然在继续使用。这个工艺流程只需七块光刻掩模版，首先在M衬底上生长一层初始氧化层，并光刻出P+保护环扩散区窗口；保护环扩散推进完成后，去掉初始氧化层，重新生长第二次氧化层，并光刻出集电区注入窗口；集电区注入推进完成后，把二次氧化层去掉，再生长第三次氧化层，并光刻出基区注入窗口；完成基区注入后，去掉三次氧化层，并对基区杂质进行退火激活，然后生长第四次氧化层，并光

26、刻出发射区注入窗口；发射区注入完成后，再把四次氧化层去掉，并生长最后一次氧化层，在这层氧化层上光刻出基极欧姆接触区窗口；然后进行基极欧姆接触区的N*注入，并对基极欧姆接触区和发射区注入层进行最后一次退火激活；接下来沉积欧姆接触区保护层、开接触孔、形成金届化导电层并对其进行光刻和刻蚀。在基本的三重扩散工艺技术基础上所做的改进之一就是增加一个集电区埋层，即位丁集电区下面的一个重掺杂的扩散区，它可以使集电区的申联电阻大大减小。引入集电区埋层后意味着集电区本身必须通过外延技术在衬底上生长出来，这项技术称为“标准埋层集电区工艺（SBC”。不同的制造工艺会产生不同的发射结寄生电容、发射结击穿电压及基区接触

27、电阻等。从历史发展来看，双极型晶体管的性能在很大程度上受其寄生参数的限制，在这些参数中最主要的是与欧姆接触区或器件非本征区有关的结电容。三重扩散工艺或标准埋层集电区工艺具有较大的非本征电容。较为先进的双极型器件工艺则利用自对准多晶硅结构形成器件发射区和基区的欧姆接触，而金届和多晶硅的接触可以在较厚的场氧化层上制备形成，这样就使器件的结面积大大缩小。此外，利用多晶硅形成发射区欧姆接触，还可以使器件的本征电流增益有所增大。5.3.2工艺参数计算思路计算思路：发射区扩散时间氧化层厚度在发射区扩散时基区扩散结深基区扩散时间基区掩蔽层厚度氧化时间。由丁二次氧化，必须在考虑基区扩散深度时须对发射区掩蔽层消

28、耗的硅进行补偿（在前面计算Xje已将它计算在内了）。下表是计算扩散系数过程中要用到的：表1:硅中磷和硼的D0与Ea（微电子工艺基础119页表5-1）杂质元素-，2，、D0(cm/s)Ea(eV)磷（P）3.853.66硼(B)0.763.46表2:二氧化硅中磷和硼的D0与Ea（微电子工艺基础106页表4-6）杂质元素-，2，、D0(cm/s)Ea(eV)磷（P）1.0x1061.75硼(B)3.0勺063.505.3.3基区相关参数的计算过程：（1）预扩散时间PNP基区的磷预扩散的温度取800C,即1073K（规范取值到1120C,但是这样得不到合理的预扩散时间，所以降低温度来处理）由公式Q（

29、t）=2Cs.Dt=1.13Cs.DtJ冗其中Q（t）=（NBNC）Xjc=（101621015）1010顼=121012cm)Ea、-,3.6617DsiB=Dexp(-)=3.85Xexp(-药)=2.44X10kT8.614101073说明:koeV_231.38101.6021049一一一芒=8.61410/K图7杂质在硅中的溶解度（实用集成电路工艺手册107页图6-7）由图7可得，在800C时磷在硅中的固溶度为2乂1020对七但是这里的数据比较大，为了计算的方便故这里的表面浓度取Cs=5x1019cm（预扩时间在合理范围）故121012=1.1351019.2.4410=7t解得t=

30、1848s=30.8min（2）氧化层厚度：氧化层厚度的最小值由预扩散（1073的的时间t=1848s来决定的，且服从余误1.75差分布，并根据假设可求Xmin=4.6（。$襟。DSiO2B=D0exp(-旦)=1.010exp(-17|)=5.991045cm2/ssq2beE8.61410*10730xmin=4.6、DSiO2t=4.65.9910451848=1.53010*cm=1530A0考虑到生产实际情况，基区氧化层厚度取为6000A（C）基区再扩散的时间:本来应该取1120C,但是为了能够得到较快的主扩时间，所以主扩温度取到了1250C（1523的，这时的D=D0exp(旦)=

31、3.85exp(kT3.66105)8.6171523)=2.95x1012(cmZ)由丁预扩散的结深很浅，可将它忽略，故，Xq=X.再扩=10顷由再扩散结深公式:x再扩=2顶,llnCS,Cb而且CS=.%tCB=Nc=21016cm故可整理为：x2再扩=4Dtln=tlnt-2tlnCBDtQCB、-：D2X再扩c=02D即tlnt-2tln9.610122乂1015伞2.95F02810一4。22.9510经过化简得，tlnt-14.73t108474=0利用MATLA敢件求解方程tlnt-14.73t+108474=0，得t=24967s=6.93h5.3.4发射区相关参数的计算过程(

32、1)预扩散时间PN吸射区的磷预扩散的温度这里取950C,即1223K2一一一由公式Q(t)=CS.Dt=1.13CS.Dt其中Q(t)=(NeNC)xje=(10181016)510乂：1018510=51014cmDsi.B=0.76exp(-3.461058.6141223)=4.14x105(cm2S)由上面的图7可得，在950C时硼在硅中的固溶度为1.5X102cm。即此处的Cs=1.51020cm侦故51014=1.131.510204.141045t(2)氧化层厚度：氧化层厚度的最小值由预扩散(1223的的时间t=2101s来决定的，且服从余误差分布，并根据假设可求Xmin=4.6

33、jDsiQ2tEa6,DSiO2B=D0exp()=3.010一exp(kT3.501058.6141223)=1.1210华2/cm/s0Xmin=4.6、DSiO2t=4.61.121002101=2.2310%m=2.23A考虑到生产实际情况，发射区氧化层厚度取为07000A（C）基区再扩散的时间:主扩温度取1200r（1473K）,此时有)=1.09x102(cm7)8.6141473sEa3.46105D=D0exp(a)=0.76exp(kT由丁预扩散的结深很浅，可将它忽略，故，XjE=X.再扩=5m由再扩散结深公式:X再扩=2*瓦血全,Cb而且cs=QDtCB=Nb=1016cm

34、故可整理为:2X2再扩=4DtlnQCB.二Dt=tlnt2tln20时，修正因子为4.54。（6）将预扩散硅片用2#液活洗，冲洗干净甩干。（7）取出再扩散石英舟，将甩干的硅片装入石英舟，并将石英舟推到包温区调节温控器，使温度达到再扩散温度1200C，调整氧气流量3升/分钟，并开始计时，前面已算出再扩散时间8605秒（143分钟）,同时根据工艺条件先进行干氧氧化。（8）调节氧气调整氧气流量为3升/分钟，并开始计时，干氧时间是65分钟。在开始干氧同时，将湿氧水壶加热到95Co（9）干氧完成后，开氮气流量计，按工艺条件调节氮气氧气比例，然后，开通源阀，使通源流量达到工艺要求，并开始计时。(10)

35、干氧完成后，开湿氧流量计，立即进入湿氧化。同时关闭干氧流量计。根据工艺条件进行湿氧，湿氧时间是13分钟。(11) 湿氧完成后，开干氧流量计，调整氧气流量3升/分钟，并根据工艺条件确定干氧时间，干氧时间是65分钟。(12) 干氧完成后，开氮气流量计，流量3升/分钟，根据工艺条件，确定氮气时间。(13) 氮气完成后，再扩散结束，调整温控器降温，氮气流量不变，时间30分钟。(14) 降温完成后，拉出石英舟，取出硅片，检测氧化层厚度、均匀性，漂去氧化层，冲洗干净后，检测R值，结深，6值。(15) 将扩散后的硅片交光刻工艺，光刻完成后，检测击穿电压、6值。(16) 根据实测6值，与工艺要求进行比较，如果

36、不满足工艺条件，重新计算再扩散时间，并制定再扩散工艺条件，至到达到设计要求。硼扩散工艺结束。7.7样,7.8第二次光刻工艺(发射区光刻)此次除了光刻掩膜版外(这次用发射区光刻掩膜版)，步骤与第一次光刻一这里就不再列出磷扩散工艺(发射区扩散)7.8.1工艺原理(1)扩散是微观粒子的一种极为普遍的热运动形式，各种分离器件和集成电路制造中的固态扩散工艺简称扩散，磷扩散工艺是将一定数量的磷杂质掺入到硅片晶体中，以改变硅片原来的电学性质。磷扩散是届丁替位式扩散，采用预扩散和再扩散两步扩散法，(2)预扩散磷杂质浓度分布方程为：表示包定表面浓度(杂质在预扩散温度的固溶度)，D为预扩散温度的扩散系数，x表示由表面算起的垂直距离(cm，他为扩散时间。此分布为余误差分布(2) 再扩散(主扩散)磷再扩散为有限表面源扩散，杂质浓度分布方程为：2p-(-)加心)=4其中Q为扩散入硅片杂质总量：D2为主扩散(再分布)温度的扩散系数。杂质分布为高斯分别。7.8.2工艺步骤(扩散的过程同时要进行发射区的氧化)(1) 将扩散炉温度设定倒750-850C，开氮气流量3升/分钟。(2) 硅片活洗：活洗硅片(见活洗工艺)将活洗好