磷擴(kuò)散是n型摻雜使用最多的方法之一,目前多用固態(tài)陶瓷片源,采用開(kāi)管式方法,以預(yù)淀積R3112N281A-TR和再分布兩步法進(jìn)行。

   (1)工藝流程

   磷擴(kuò)散與硼擴(kuò)散I藝相近,但磷擴(kuò)散一般不進(jìn)行漂磷硅玻璃工序。另外,磷擴(kuò)散的兩步工藝:預(yù)淀積和再分布。根據(jù)需要通常是預(yù)淀積溫度高于再分布溫度,再分布時(shí)間也較短,目的是使表面濃度高,磷擴(kuò)人得淺。

    例如,3DK4的磷擴(kuò)散,預(yù)淀積溫度為1050℃,時(shí)間為12而n;然后不去除磷硅玻璃,直接進(jìn)行再分布,也叫三氧;再分布溫度為950℃,時(shí)間為40min;通氧條件是,干氧5n⒒n,濕氧20min→干氧5min�？梢�(jiàn),與硼擴(kuò)散相比,預(yù)淀積溫度高,再分布擴(kuò)散溫度低,時(shí)間短,磷擴(kuò)入的深度較淺,表面濃度高,接近預(yù)淀積溫度的固溶度。

   磷源多采用五氧化二磷固態(tài)源,但五氧化二磷吸濕性強(qiáng),易水解,因此難以控制源片表面濃度。目前多采用在磷酸銨、磷酸二銨中加入惰性陶瓷黏合劑,熱壓形成磷源,或者在惰性陶瓷中加⒛%的硅膠磷酸鹽構(gòu)成源片。在進(jìn)行工藝操作與存放時(shí),源必須保持干燥,以免發(fā)生變性和變形。

   2)工藝原理

   磷固態(tài)源也須活化后使用,活化是磷源在擴(kuò)散溫度氧氣氛圍下保持一段時(shí)間,以使磷源表面及擴(kuò)散用爐管中形成五氧化二磷蒸氣,在磷擴(kuò)散時(shí)轉(zhuǎn)化為磷硅玻璃(PSG)和磷,磷進(jìn)入硅中磷是n型替位雜質(zhì),失配因子為0.068,失配小,雜質(zhì)濃度可達(dá)10⒉cm3,該濃度即為電活性濃度。

   砷與銻擴(kuò)散

   砷與銻的擴(kuò)散系數(shù)約是磷、硼的十分之一,因此適于作為前擴(kuò)散雜質(zhì),如埋層擴(kuò)散或前期的擴(kuò)散雜質(zhì)。砷擴(kuò)散一般是采用閉管式擴(kuò)散方式,擴(kuò)散源為固態(tài)3%砷粉,砷在硅中的固溶度最高可達(dá)2)K1021 cll1 2。

    銻擴(kuò)散一般是采用箱式擴(kuò)散方式,擴(kuò)散源為五氧化二銻固態(tài)源,砷在硅中的固溶度最高為(2~5)×1019 till1 3。