扩散引起的外延层-衬底界面的杂质再分布

1 外延层-衬底界面的杂质再分布

1.1 界面的杂质再分布的条件

1.1.1 界面两侧存在杂质的浓度梯度

1.1.2 存在高温处理环境

1.2 界面杂质再分布的结果

1.2.1 同型外延结构

1.2.2 异型外延结构

2 常规器件结构中外延层-衬底界面的杂质分布

2.1 N /N (P /P )结构中外延层-衬底杂质分布

2.2 常规集成电路中N /P 外延层-衬底界面的杂质分布

3 常规集成电路制造中外延层-衬底界面的杂质互扩散

3.1 外延层向衬底的推移

3.1.1 杂质分布的近似表达式

3.1.2外延层向衬底的推移表达式及推移深度

3.1.3 工艺应用的意义

3.2 埋层的反扩散

3.2.1扩散的近似分析

3.2.2埋层上反扩散的杂质分布表达式

3.2.3埋层上反扩散的深度表达式

3.2.4 在工艺中的应用

课程重点：本节介绍了由于杂质互扩散而使外延层-衬底界面两侧的杂质出现重新再分布的事实，这改变了第二章给出的外延层中杂质浓度恒定的说法，界面两侧杂质出现的重新再分布，将导致外延层靠近外延层-衬底界面附近杂质浓度是变化的。讨论了外延层-衬底界面的出现杂质再分布的条件。对必要的条件指出：其一是界面两侧存在杂质的浓度梯度，其二是存在高温处理环境。对应实际器件制造工艺的分析可知：不管是同型外延还是异型外延它们的外延层-衬底界面两侧均存在杂质的浓度梯度；而存在高温环境更是很多的，诸如外延过程中的高温环境、隔离制造的高温环境（隔离氧化的高温、隔离预淀积扩散的高温、隔离再分布扩散的高温）、器件基区制造的高温环境（基区制造氧化的高温、基区制造预淀积扩散的高温、基区制造再分布扩散的高温）、器件发射区制造的高温环境（发射区制造预淀积扩散的高温、发射区制造再分布扩散的高温）；这使得杂质互扩散而使外延层-衬底界面两侧的杂质出现重新再分布是必然的。讨论了界面杂质再分布的结果，指出结果总是使低杂质浓度一侧的杂质浓度（同型）和性质（异型）起变化。介绍了 常规器件结构中外延层-衬底界面的杂质分布，包括常见的分离器件的N /N (P /P )结构中外延层-衬底杂质再分布、常规集成电路中N /P 外延层-衬底界面的杂质再分布、常规集成电路制造中外延层-衬底界面的杂质互扩散（外延层向衬底的推移、埋层的反扩散）。

课程难点：外延层-衬底界面的杂质再分布是由扩散引起的；在什么条件下才能出现外延层-衬底界面的杂质再分布的现象；界面杂质再分布的结果分析；常见的分离器件的N /N (P /P )结构中外延层-衬底界面的杂质再分布的形式及其杂质再分布的结果分析；常规集成电路中N /P 外延层-衬底界面的杂质再分布的形式及其杂质再分布的结果分析；常规集成电路制造中外延层-埋层-衬底界面的埋层的反扩散的扩散形式、埋层上反扩散分析、埋层下反扩散分析及埋层上反扩散时的表达式及其分析。

基本要求：要求知道为什么外延层-衬底界面的杂质再分布是由扩散引起的。知道外延层-衬底界面的杂质再分布在什么条件下才会发生，而这些条件与扩散所要求的条件是否一致。要求清楚的知道外延层-衬底界面的杂质再分布的结果，知道在什么条件下会使低杂质浓度一侧的杂质浓度起变化、如何起变化；知道在什么条件下会使低杂质浓度一侧的性质起变化、起怎样的变化 。要求熟悉常规器件结构中各种外延层-衬底界面的杂质的再分布，知道它们的杂质分布形式有什么不同；各种杂质分布形式的杂质分布表达式；能够进行各种杂质分布表达式的分析；能够知道各种杂质分布形式在实际器件制造中的应用。