新型片状磷平面扩散源的应用研究

分析了新型片状固态磷平面扩散源(PDS)的掺杂机理,并与液态POCl3源扩散进行了比较,指出可用片状固态磷PDS来替代POCl3实现磷扩散工艺的预沉积。基于PDS预沉积的实验结果,分析了影响方块电阻大小及其均匀性的关键因素,给出了工艺方案,并通过实际产品的电学参数测量结果验证了工艺方案的可行性,可供新型片状磷PDS在大直径硅扩散工艺中的推广使用参考。     

SiO_2乳胶源扩散

一、前言 SiO_2乳胶扩散源的出现,开辟了氧化扩散工艺的新领域,由于它具有一般固态,液态源扩散所没有的一系列优点,可以它的出现引起人们的重视,目前它已成为一种有希望的扩散源,参加集成电路的会战。 由于SiO_2乳胶扩散源可会的元素相当多（AS、P、B、Al,Au,Sb,Ge等）掺会浓度可在10~(16)—10~(21)个/cm~3范围调整,所以TTL电路中的基区、发射区、收集区、MOS、CMOS电路中的漏、源区、阱均可以考虑使用,并可用磷硼乳胶做成磷硅玻膜,硼硅破膜作为表面钝化,以外获可子钠,提高器件的稳定性和可靠性。 本文将重探讨SiO_2乳胶源扩散在MOS、CMOS集成电路中的应用于以及乳胶Ⅲ—V族元素同步扩散问题,试图缩短工艺流程,减少光刻次数和高温处理时间。     

硼微晶玻璃在硼扩散工艺中的应用

一、引言 扩散是硅平面工艺中必不可少的工艺手段,在半导体器件生产中占有非常重要的地位。随着电子工业的发展,作为掺杂剂的扩散源也得到不断改进,出现了不少新的扩散源,如固态片状BN源、固态片状磷源、硼微晶玻璃片状扩散源等等。就P型掺杂剂的硼扩散源来说,初期普遍使用硼酸三甲脂、硼酸正丙脂液态源和BN粉末源,后来逐渐为BN片状扩散源所代替。近年来,随着硼微晶玻璃片状扩散源(PWB)的出现,受到了很多用户的欢迎,实践证明,PWB源比片状BN扩散源具有更好的工艺优越性。     

一种新的磷扩散源——固体磷源及其在泡发射极中的应用

本文介绍了一种用固态磷扩散源作磷扩散的工艺方法与反应机理,工艺设备及扩散条件与结构参数的关系,同时实验地确定了该扩散工艺方法中磷掺杂浓度的分布情况。并说明了该磷扩散方法的一个突出优点,即可以运用于泡发射极工艺。     

固态片状磷扩散源

这是一篇关于用于对硅掺杂的一种新的固态片状磷源的供源寿命。微观结构稳定性以及扩散性能的试验报告。这种源的使用温度为900℃至1100℃。源片是多孔性陶瓷片,其中作为有源成分的焦磷酸硅占25％(重量百分比),以惰性高熔点粘合剂作为基体。微观结构的稳定性和热重量分析(TGA)的结果表明,温度高达1050℃时,这种材料的结构还能保持完整并有供源的能力。TGA结果予期这源片的使用寿命在1000℃和900℃下分别为216小时和3400小时,给出了使用这种源片掺杂的硅片的方块电阴,结深和扩散系数的有关实验数据,并且也描述了这种特殊的源片应用方法。 以前的关于硅平面工艺中的P-型掺杂源氮化硼的扩散性能的研究结果已经表明,片状扩散源与既使用液体又使用气体的携带气体扩散系统相比具有几个重要优点。片状扩散源的优点以前已由Goldsmith等人报道过。正是由于片状扩散源的优点,人们才研制了这种新的磷源并对它进行了评价。除了Goldsmith等人报道过的优点外,这种固态源还具有一种独特的优点,就是不会产生有毒性和腐蚀性的付产物。 在使用氮化硼源时,源片表面被氧化,形成三氧化二硼(B_2O_3),然后B_2O_3被蒸发,传输到硅表面。但是没有这么一种高熔点的磷化合物可以象制造氮化硼那样做成陶瓷片,然而Murata证明了焦磷酸     

片状扩散源在硅的磷扩散中的应用

向硅中进行杂质扩散,除了采用液态或气态杂质源外,还可以采用固体片状杂质源。已经证明,采用片状氮化硼能够进行稳定的B扩散(特别是大面积Si片,效果更为显著)。 我们以前曾经报道过采用片状氮化磷进行磷扩散的方法。本文再报道一种较稳定的扩散方法,采用含P_2O_5的片状扩散材料做为扩散源。     

采用片状氮化硼扩散源提高TTL电路质量

硅固态平面扩散源是七十年代出现的一种新的扩散技术,由于它具有均匀的扩散浓度,好的重复性和大大提高劳动生产率的优点,特别是随着硅片直径的增大、浅结扩散的采用促使氮化硼平面源的应用得到推广。我厂自76年年底开始采用片状氮化硼后使TTL电路的质量得到了一定程度的提高,最近四机部在上海召开了片状氮化硼扩散源经验交流会,使氮化硼的应用又取得了进展。     

液态源大箱法硼扩散

一、引言 液态源硼扩散是应用比较普遍的一种扩散方法,典型的作法是采用气体携带法,用N_2把扩散源蒸汽携带到要扩散的样品附近,以实现扩散。此法的优点是适合于大批生产。在平面工艺发展的初期,固态源箱法扩散,在扩散工艺中,曾处于支配地位。它的优点是均匀性、重复性较好;不足之处是由于受扩散箱容积的限制,每次扩散片数不多。液态源气体携带法和固态源箱法各有千秋。我们把二者结合起来,取其所长,形成了一种液态源硼扩散的新方法——大箱法扩散。就是把整个石英管看成是扩散箱,先采用液态源气体携带法,使石英管充分饱和;然后在不通源,只通入保护N_2的情况下,放入样品进行扩散。石英管每饱和一次,可以连续使用4～5小时以上。且具有重复性好,操作简便的优点。在硅平面管生产中,几年来,我们采用这一方法作硼扩散,已取得良好的效果。     

陶瓷片状磷源片在硅PNP管中的应用

一、问题的提出众所周知,生产中硅PNP管与硅NPN管β的控制范围,前者是很离散的,通常同一大圆片上β范围有时可以从20到200都有,最大不均匀性达90%左右.而后者则比较容易控制在一定的范围之中,最大不均匀性一般只有30%左右.造成上述差别的主要原因,在于由于管子极性不同,基区选择的掺杂不同造成.在硅NPN管中,基区扩散的杂质源往往是硼,而在硅PNP管中,恰恰相反,基区扩散的杂质源往往为磷.由于在同一温度下,磷的扩散系数比硼的扩散系数大,所以在低浓度的基区扩散中,     

片状磷源的扩散

一、前言 磷扩散是半导体器件和集成电路的基本工艺之一,磷扩散的分布状况对半导体器件和集成电路的性能、成品率有很大影响。半导体集成电路的集成度已发展到扩散条宽为2～3微米的大规模、超大规模集成电路,对磷扩散掺杂的精确控制,均匀性和重复性,提出了更高的要求,常用的液态三氯氧磷源不能完全满足这些需要。研究和发展新的磷扩散源,是国内外半导体工业普遍重视的问题。 一九六七年RCA公司发明用片状氮化硼作扩散源有许多优越性以来,人们就开始研究和发展片状磷源,到一九七六年美国Owens-Illinois公司发表了片状磷源的专     

温度梯度下磷在硅中的扩散

在单晶硅本身存在温度梯度条件下，实验观察到施主杂质磷在硅中的扩散系数比在恒温扩散炉条件下的扩散系数大得多。文中对这种异常扩散现象进行了讨论。     

通过多晶硅选择氧化同时形成层间绝缘膜和漏源区

本文报导,成功地研究出了可以同时形成MOS LSI的层间绝缘膜及漏、源区域以及多晶硅栅长度与有效沟道长度差小的加工技术。漏、源区的掺杂剂是用磷。这是一种利用使磷通过SiO_2由多晶硅扩散到硅衬底上去的性质。为研究此工艺的实用性,将试制8位微处理机。     

掩蔽扩散提高硅光电池短波响应的研究

本文研究并分析用SiO_2作掩蔽膜在p型硅衬底上扩散磷形成表面钝化以及MINP硅光电池发射区的优点。实验结果表明,SiO_2掩蔽扩散使上述两种硅光电池的开路电压、短路电流密度以及转换效率得到不同程度的提高,同时改善了硅光电池的短波响应。     

在氧化气氛下硅中的磷扩散

对于在硅平面技术中通常采用的掺杂浓度,磷在硅中的扩散是既在不活泼气氛(氮气)又在氧化气氛(90％氮气加10％氧、干氧、水蒸汽)中,在很宽的温度范围(1000～1200℃)内,分两步完成的。实验数据是根据Kato和Nishi理论模型来解释的,这个模型考虑了在移动着的二氧化硅——硅界面处的再分步现象,说明磷的扩散系数受完成扩散的环境气氛性质的强烈影响。还发现了扩散过程中的两种不同动能值:对于不活泼气氛,E=3.5电子伏;对于氧化气氛,E=2.5电子伏,这些值似乎证明了对不活泼气氛是基于E中心的磷扩散机理,对于氧化气氛则认为是另外一种扩散机构。     

SP-03高浓度片状磷源试验

有关片状磷源扩散性能,以及在器件扩散工艺中应用情况,国内外已有不少文章报导。虽然这种扩散源工艺上还存在不足之处,但已被公认为是一种有发展前途的新型磷扩散源。我组曾试用过国产SP-2片状磷源,针对扩散工艺对磷源的基本要求,对源片的扩散情况,扩散工艺的均匀性、重复性;在p型衬底上扩磷后的p-n结特性等方面,已作过讨论和总结。本文着重试验高浓度SP-3片状磷源的扩散性能,以获得一些扩散试验数据,希望能对此源作器件的高浓度磷扩散时提供参考。     

表面多孔硅层对单晶硅太阳电池性能的影响（英文）

反射率对太阳电池的性能至关重要。采用电化学法在单晶硅衬底上制备多孔硅来降低器件的反射率,并采用快速热退火法对多孔硅层进行磷扩散处理,进而制备了单晶硅太阳电池。扫描电子显微镜(SEM)显示出单晶硅表面形成了孔径均匀的多孔硅层,且孔径随着刻蚀时间的增加而增大;紫外-可见光分光光度计表明,该多孔硅层的反射率在400～1 100 nm的光谱范围达到12%;磷扩散后薄层方块电阻达到42Ω/□,证明多孔硅层促进了磷扩散。最终在850℃、40 s快速热退火扩散条件下,成功制备出了效率为12.32%、短路电流密度为27.99 mA/cm~2、开路电压为0.49 V以及填充因子达到71%的太阳电池。     

SP-1型片状磷源用于功率晶体管发射区扩散的尝试

本文详细报导了SP-1型片状磷源用于晶体管发射区扩散的实验方法及实验结果.实验证明片状磷源在扩散均匀性、重复性以及扩散浓度可调节性等方面,均优于三氯氧磷液态源.实验也证明了片状磷源扩散不仅能满足大功率晶体管发射区所要求的深结、高浓度扩散,而且能提高产品成品率和优化电参数.     

氮化硼片源扩散下的硅表面机构

本文描述用红外透射光谱,椭偏光仪和四探针测量,对氮化硼片源扩散下的硅表面结构和质量输运所进行的观测和分析。实验发现,预扩后的硅表面是由未反应HBO-2淀积层—硼硅玻璃层—Si-B相层组成的。这种表面系统的形成和发展与扩散的具体条件(温度、时间、气氛、源到硅片的间距)有关。对表面过程的分析表明,这种表面结构是反应扩散的结果。表面新相的形成减缓了硼向硅中的扩散,保证了硅表面硼浓度处处是固溶度饱和的。     

硅PNP晶体管高磷扩散工艺的改进

一、前言 高磷扩散是硅PNP晶体管制造过程中不可缺少的工序。对于普通硅PNP晶体管来说,高磷扩散的目的是使基区与铝电极引线之间形成N-N~ -Al结构,以获得良好的欧姆接触。而对于硅PNP超高频晶体管,高磷扩散还可以降低基极电阻从而改善高频噪声性能。在硅PNP晶体管的芯片加工制造过程中,高磷扩散一般     

用涂层扩散法在硅片上同时形成P~+P-NN~+结

制做硅整流管通常都是采用在硅片上经两次高温扩散分别渗入磷、硼杂质源,形成pn结和nn~+结。这种方法的缺陷是:高温扩散后的硅片会变脆,研磨时易造成碎片,而且多一次扩散,能源消耗加大,同时多一次清洗化学试量必然加大。经多次试验,改两次扩散为一次涂层扩散(下称一次扩散),在硅片表面上同时形成P~+P—NN~+结。