集成电路制造工艺 课件 5.2 热扩散的方法_第1页
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集成电路制造工艺

--热扩散的基本原理单位：江苏信息职业技术学院微电子教研室扩散方法第五章掺杂扩散层的质量参数与检测离子注入的基本原理扩散的基本原理离子注入机的组成及工作原理离子注入的损伤与退火本章要点扩散方法第五章掺杂扩散层的质量参数与检测离子注入的基本原理扩散的基本原理离子注入机的组成及工作原理离子注入的损伤与退火本章要点§5.2

扩散方法扩散方法气-固扩散液态源扩散：硼扩、磷扩固态源扩散：片状源、粉状源固-固扩散CVD掺杂二氧化硅扩散二氧化硅乳胶源扩散1.液态源硼扩（1）杂质源：硼酸三甲酯

利用保护性气体把杂质源蒸汽携带入石英管内，杂质在高温下分解，并与衬底表面的硅原子发生反应，杂质原子向硅片内部扩散。一.液态源扩散（2）扩散原理硼预沉积装置硼酸三甲酯高温分解出三氧化二硼，三氧化二硼在900℃左右与硅反应生成硼原子并沉积于硅表面，形成一层含有大量硼原子的SiO2，其中的硼原子继续向硅中扩散，在表面形成一层高浓度的掺杂层，完成预淀积。经过预沉积的硅片在漂去硼硅玻璃后在氧气中进行再分布，使杂质向里推进。5寸扩散炉（3）扩散设备2.液态源磷扩——三氯氧磷磷预淀积示意图液态源磷扩的基本原理与硼酸三甲酯相似，在磷扩预淀积时，由于生成的PCl5对硅有腐蚀作用，所以加入少量的氧气，将PCl5转变成P2O5减少对设备的腐蚀，同时提高了源的利用率。POCl3蒸气压较高，所以源瓶放在冰水混合物中。二.固态源扩散1.片状源硼扩片状源硼扩BN片

硼微晶玻璃片PWBPWB中的主要成份B2O3从硅片中挥发出来与硅片高温下反应生成B与SiO2

焦磷片（偏磷酸铝和焦磷酸硅）2.片状源磷扩片状源扩散的特点：设备简单，操作方便，扩散结果不受气体流量的影响，扩散均匀性好，源片容易保存Sb2O3硅片N2,O2,HCl排气HClSb2O3双温区锑扩两个恒温区分别控制源温和硅片温度，用携带气体携带了Sb2O3蒸气到达硅片表面与硅反应生成锑原子进行预淀积，预淀积结束后取出源舟3.粉状源锑扩Si-SUB掺杂SiO2纯SiO2三.CVD掺杂二氧化硅固-固扩散掺杂原理：利用硅片表面含硼或磷的氧化层作为杂质源向硅片内进行扩散，表面杂质浓度可控。掺杂SiO2的作用：提供杂质源，向硅片体内扩散纯SiO2的作用：避免杂质外扩散，改善硅片表面二氧化硅的质量，提高和光刻胶的粘附性扩散设备----PWS5000：连续式CVD设备纯二氧化硅乳胶：一种烷氧基硅烷的水解聚合物式中：掺杂二氧化硅乳胶混合型掺杂乳胶共聚型掺杂乳胶四.掺杂二氧化硅乳胶源固-固扩散混合型中的B2O3与硅反应析出硼原子，硼原子向

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