互擴散(Outcllfhs0n)效應(yīng)也稱為外擴散效應(yīng),是指高溫外延時,襯底與外延層的雜質(zhì)互相向濃度低的一方擴散的現(xiàn)象。 LD2980CU50TR同樣,互擴散效應(yīng)不僅會改變襯底和外延層的雜質(zhì)濃度及分布,當(dāng)外延層/襯底的雜質(zhì)類型不同時(如吖n或11/p外延),還會改變pll結(jié)位置。

   互擴散效應(yīng)是因外延溫度過高帶來的雜質(zhì)再擴散現(xiàn)象,和自摻雜效應(yīng)不同,它不是本征效應(yīng),而是雜質(zhì)的固相擴散帶來的。如果外延溫度降低,襯底和外延層中雜質(zhì)的相互擴散現(xiàn)象就會減輕,甚至完全消失。

   通常雜質(zhì)在硅中的擴散速率遠(yuǎn)小于外延層的生長速率,可以認(rèn)為襯底中雜質(zhì)向外延層的擴散,或者外延層中雜質(zhì)向襯底的擴散,都如同在半無限大的固體中的擴散。先假設(shè)外延生長時外延氣體中并無雜質(zhì),外延層中雜質(zhì)都來源于襯底擴散;同理再假設(shè)襯底未摻雜,襯底雜質(zhì)都來源于外延層中雜質(zhì)的擴散。圖310(b)是互擴散效應(yīng)引起的雜質(zhì)再分布圖,各曲線分別表征的內(nèi)容和圖310(a)自摻雜圖類似。依據(jù)擴散方程①,可以通過計算得到互擴散后雜質(zhì)分布曲線,第一項是表征襯底雜質(zhì)向純凈外延層中擴散得到的外延層雜質(zhì)分布,即圖⒊10(b)互擴散中的點畫線;第二項是外延層中雜質(zhì)向純凈襯底中擴散得到的襯底中雜質(zhì)分布,即圖310(b)互擴散中的雙點畫線。襯底/外延層雜質(zhì)類型相同時兩項之間為“+”,相反時兩項之間為“―”。

   實際氣相外延工藝中兩種雜質(zhì)再分布現(xiàn)象是同時存在的,所以實際雜質(zhì)分布是兩種雜質(zhì)再分布效應(yīng)的綜合效果。圖⒊11給出了氣相外延雜質(zhì)再分布曲線綜合效果示意圖。由圖⒊11可知,氣相外延工藝在外延層/襯底的界面附近雜質(zhì)濃度分布和理想情況差距較大,難以獲得界面雜質(zhì)濃度陡變的外延層,因此適合用于制備較厚的外延層。