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外延層的雜質(zhì)分布

更新時(shí)間:2020-05-13   點(diǎn)擊次數(shù):2353次

外延層必須是經(jīng)過摻雜的單晶層。從器件制造的角度考慮,總希望外延層具有均勻的一定量的單一雜質(zhì)分布,而且要求外延層與襯底界面處雜質(zhì)分布濃度陡峭一些。

SiCl4氫還原法外延由于在高達(dá)1200℃高溫下進(jìn)行,襯底與外延層中雜質(zhì)相互擴(kuò)散,從而使襯底與外延層形成雜質(zhì)濃度緩變分布,這就是外延中的擴(kuò)散效應(yīng)。這種效應(yīng)是可逆的,生成的HCl對(duì)硅有腐蝕作用。在襯底腐蝕的同時(shí)其中雜質(zhì)就釋放出來(lái),加之在高溫外延過程中,高摻雜襯底中的雜質(zhì)也會(huì)揮發(fā),此外整個(gè)外延層系統(tǒng)中也存在雜質(zhì)的沾污源,這三種因素造成的自摻雜效應(yīng)嚴(yán)重影響了外延的雜質(zhì)分布,外延電阻率做高也不容易。

SiH4熱分解法反應(yīng)溫度低,其化學(xué)反應(yīng)激活能是1.6eV,比SiCl4小0.3eV,可以在1100℃時(shí)獲得與1200℃下SiCl4反應(yīng)時(shí)相當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)速率,同時(shí)這種方法不產(chǎn)生HCl,無(wú)反應(yīng)腐蝕問題,因而擴(kuò)散效應(yīng)和自摻雜現(xiàn)象不如SiCl4嚴(yán)重。如果采用“背封”技術(shù)和“二步法”外延,用SiH4熱分解法就能獲得較為理想的突變結(jié)和濃度分布。

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