Технологические методы проведения диффузии


 

Среди различных методов проведения диффузии в технологии кремниевых ИМС наибольшее распространение получили метод диффузии в потоке газа-носителя и метод диффузии из твёрдых планарных источников.

Метод диффузии в потоке газа-носителя заключается в получении пара диффузанта, смешивании его с газом-носителем и подаче в кварцевую трубу (реактор) с загруженными кремниевыми пластинами. В качестве диффузантов используются, как правило, жидкие источники: PCl3, POCl3, BBr3. Пары диффузантов получаются при пропускании газа-носителя (Ar, N2) через барботер, в который залит жидкий диффузант. Перед подачей в кварцевую трубу-реактор газ-носитель с парами диффузанта смешивается с сухим кислородом. В горячей реакционной зоне происходят следующие химические реакции:

– окисление паров диффузанта

4BBr3 + 3O2 ↔ 2B2O3 + 6Br2;

– окисление поверхности кремния

Si + O2 ↔ SiO2;

– образование примесно-силикатного стекла на поверхности пластин кремния

mSiO2 + nB2O3 ↔ mSiO2 ∙ n B2O3;

– восстановление легирующей примеси из своего оксида на границе с кремнием

2B2O3 + 3Si ↔ 3SiO2 + 4B.

Во втором методе диффузии из твёрдых планарных источников последними являются пластины, содержащие твердое соединение легирующей примеси, например, BN, SiP2O7. Пластины-источники устанавливаются на ту же кварцевую лодочку, что и рабочие пластины кремния. При подаче кислорода в горячей зоне идут следующие реакции:

– окисление соединения, содержащего легирующую примесь,

4BN + 7O2 ↔ 2B2O3 + 4NO2;

– окисление поверхности кремниевых пластин

Si + O2 ↔ SiO2;

– испарение оксида легирующей примеси с поверхности пластин-источников, перенос его на соседние пластины кремния и образование на них примесно-силикатного стекла

mSiO2 + nB2O3 ↔ mSiO2 ∙ n B2O3.

В обоих методах непосредственным источником легирующей примеси является слой примесно-силикатного стекла, образующеегося на поверхности кремниевых пластин. При достаточно высокой концентрации легирующей примеси примесно-силикатное стекло при температуре диффузии становится жидким, коэффициент диффузии в нём резко возрастает. Поэтому такие слои примесно-силикатного стекла служат неограниченным источником примеси во время всего процесса диффузии, обеспечивая постоянную поверхностную концентрацию примеси в полупроводнике на уровне предельной растворимости.

При проведении второй стадии диффузии слой примесно-силикатного стекла, служащий источником примеси, удаляется. Диффузия идёт из созданного на первой стадии легированного слоя кремния, т. е. из ограни-ченного источника.

 



Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 1721;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.