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第三章第三章扩散扩散//离子注入离子注入?本章主要内容§ 引言§ 扩散原理§ 扩散工艺§ 扩散设备§ 离子注入§ 离子注入工艺原理§ 离子注入效应§ 离子注入退火§ 离子注入的应用§ 引引言言??本征硅电阻率:本征硅电阻率:??金属铝电阻率:金属铝电阻率: 10cm? ?- 10cm? ??掺杂本质:改变硅的电阻率,使其成为有用的半导体。??掺杂目的:掺杂目的:主要主要是形成是形成PP--NN结结例子a 引引言言例子b 引引言言?掺杂手段: 引引言言?扩散?离子注入?扩散是微观粒子(原子、分子等)普遍的热运动形式,运动的结果是使浓度分布趋于均匀。?半导体工艺中,扩散是指将一定数量和一定种类的杂质掺入到硅或其它晶体中,以改变晶体的电学性质,并使掺入的杂质数量和分布情况都满足要求的工艺过程。?扩散分为三种即气态、液态和固态。?扩散是硅基集成电路的重要工艺之一。 扩散原理扩散原理1. 扩散的概念在间隙位置的杂质杂质空位(a)间隙式扩散(b)替位式扩散2. 扩散原理扩散原理非克非克((FickFick)第一定律:)第一定律:JJ为扩散粒子流为扩散粒子流密度密度,,定义定义为单位时间通过单位面为单位时间通过单位面积的粒子数积的粒子数,, D D为扩散系数,是表征杂质扩散快慢为扩散系数,是表征杂质扩散快慢的系数,的系数,NN是扩散粒子的是扩散粒子的浓度。浓度。非克第一定律表达了扩散的本质即温度越高,浓度差越大,扩散就越快。( , )( , )N z tJ z t Dz???? 扩散扩散原理原理3. 杂质扩散方程