硼扩散工艺实验报告

广东工业大学实验报告学院 专业 班 成绩评定学号 姓名 （ 号） 教师签名预习情况 操作情况 考勤情况 数据处理情况半导体器件实验 题目： 硼扩散工艺 第 周 星期一、 实验目的1. 了解基区扩散；2. 熟悉硼扩散工艺；3. 了解热扩散炉的结构及操作。二、 实验原理扩散是微观粒子的一种极为普遍的热运动形式， 各种分离器件和集成电路制造中的固态扩散工艺简称扩散， 硼扩散工艺是将一定数量的硼杂质掺入到硅片晶体中， 以改变硅片原来的电学性质。硼扩散是属于替位式扩散， 采用预扩散和再扩散两个扩散完成。（ 1） 预扩散硼杂质浓度分布方程为：N(x,t)=Nserfc ｛ x/2D1t)? ｝表示恒定表面浓度（杂质在预扩散温度的固溶度） ， D1为预扩散温度的扩散系数， x 表示由表面算起的垂直距离（ cm） , 他为扩散时间。此分布为余误差分布。（ 2） 再扩散（主扩散）硼再扩散为有限表面源扩散，杂质浓度分布方程为：N(x,t)=Qe-x2/4D2t( π D2t)?其中 Q 为扩散入硅片杂质总量： Q=∫∞ 0 N(x,t)dtD2 为主扩散（再分布） 温度的扩散系数。 杂质分布为高斯分别。三、 实验（设计） 仪器设备和材料清单热扩散炉，纯水系统，硅片，氨水，盐酸、硫酸，双氧水，去离子水，氮气， 硼扩散源等。四、 实验内容与实验步骤：1、实验准备（ 1）开扩散炉，设定升温程序，升温速度不超过每分钟 5℃，以防止加热电阻丝保护涂层脱落。将待料温度设定倒 750-- 850℃，开氮气流量 3 升 / 分钟。（ 2）清洗源瓶，并倒好硼源。（ 3）开涂源净化台， 并调整好涂源转速。2、硅片清洗：清洗硅片（见清洗工艺实验） ，将清洗好的硅片甩干。3、将清洗干净、甩干的硅片涂上硼源，并静置 10 分钟风干。4、从石英管中取出石英舟， 将硅片装在石英舟上， 并将石英舟推到恒温区。5、按照设定好的升温程序进行升温， 温度达到预扩散温度后开始计时。6、预扩散完成后，拉出石英舟，取出硅片，漂去硼硅玻璃，冲洗干净后，检测 R□值7、将预扩散硅片用 2# 液清洗，冲洗干净甩干。8、取出再扩散石英舟，将甩干的硅片装入石英舟，并将石英舟推到恒温区。9、调节温控器，使温度达到再扩散温度，调整氧气流量 3 升 / 分钟，并开始计时，根据工艺条件进行干氧。10、 在开始干氧同时，将湿氧水壶加热到 95- 98℃。干氧完成后，开湿氧流量计，立即进入湿氧化。同时关闭干氧流量计。根据工艺条件进行湿氧。11、 湿氧完成， 开干氧流量计， 调整氧气流量 3 升 / 分钟， 并根据工艺条件确定干氧时间。12、干氧完成后，开氮气流量计，流量 3 升 / 分钟，根据工艺条件，确定氮气时间。13、氮气完成后，主扩散结束，调整温控器降温，氮气流量不变 , 时间 30 分钟。14、降温完成后，拉出石英舟，取出硅片，检测氧化层厚度、均匀性，漂去氧化层，冲洗干净后，检测 R□值，结深。15、将扩散后的硅片交光刻工艺，光刻完成后，检测击穿电压。硼扩散工艺实验结束五、实验数据记录与处理六、实验结果与分析七、总结