Диффузия в открытой трубе

Методы осуществления диффузии

Источником примеси в процессе диффузии является соединение, содержащее легирующие элементы и называемое диффузиантом.

В зависимости от состояния при сопротивлении температуре, различают твердые, жидкие и газообразные диффузианты.

Диффузия проводится в два этапа: загонка и разгонка примеси.

Параметрами процесса загонки являются – концентрация диффузианта и кислорода в газе наслоителе, расход газовой смеси, температура в зоне диффузии, время процесса.

Разработано несколько методов загонки примеси:

- диффузия в открытой трубе в потоке газоносителя

- диффузия в герметичном объеме или ампуле

- бокс-метод

Для транспортировки паров диффузианта в зоне диффузии используют аргон и другие газы, не взаимодействующие с кремнием и практически не диффузируемые в него. Для насыщения парами диффузианта транспортируемый газ пропускает либо над над поверхностью диффузианта, либо через диффузиант в зависимости от требуемой концентрации. При постоянном расходе газа концентрация диффузианта в нем регулируется температурой источника. В установке предосмотрена подача кислорода в смеси с транспортируемым газом, который создает окислительную среду.

Растущее в процессе диффузии примеси силикатное стекло является поверхностным источником для диффузии примеси, полупроводник предохраняет поверхность кремния от эрозии из-за искажения и нежелательных химических реакций на поверхности кремния. Это повышает проводимость диффузии.

При газообразных диффузантах источник с жидким газом – фосфин и Деборин. Проводимость процесса высокая.

Для повышения проводимости используют например в качестве источника примеси пластину кварца, покрытую тонким слоем B₂O₃. Источник помещается над пластинами кремния параллельно подача с пластиной газа-носителя, который протекает между ними, пары примеси диффузируя попадают на кремний.

Недостатки и ограничения процесса термической диффузии:

1. высокая температура процесса – приводит к перераспределению примеси в ранее сформированных слоях и областях, а так же к смещению p-n перехода, что затрудняет проводимость активной базы толщиной не менее 0,6 микрон

2. наличие боковой диффузии увеличивает площадь отдельных диффузионных областей и элементов в целом

3. зависимость коэффициентов диффузии и растворимости примеси от температуры исключают возможность использования многих элементов для микроэмитропии.

Дата добавления: 2014-01-20