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第七章外延.ppt


文档分类:法律/法学 | 页数:约39页 举报非法文档有奖
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文档列表 文档介绍
第七章外延
现在学****的是第1页,共39页
第七章 外延(Epitaxy)
(外延)定义:在单晶衬底上,按衬底晶向生长一层新的
单晶薄膜的工艺技术。
外延层:衬底上新****的是第12页,共39页
7.1.4 生长速率与温度的关系
生长速率V:SiH4>SiH2Cl2>SiHCl3>SiCl4
温度T
低温A区:
①反应控制,对T敏感;
②曲线的斜率相同,
即反应的活化能相同;
解释:主要是H(HCl)的解吸。
高温B区:
①输运控制,对T不敏感,
对气流、反应室几何形状敏感;
②V随T有微弱增加。
现在学****的是第13页,共39页
7.1.5 生长速率与反应剂浓度的关系
SiCl4的摩尔分数Y
①Y<0.1,生长速率随Y增加;
②Y>0.1,生长速率随Y降低;
③Y>0.28,只有Si的腐蚀;
生长速率V
V>2μm/min,多晶生长;
典型的生长条件
Y=0.005-0.01,
V=0.5-1μm/min。
现在学****的是第14页,共39页
7.1.6 生长速率v与流速U
SiH4外延温度:1200℃,输运控制;
边界层厚度:δ(x)=(μx/ρU)1/2 ;
故,v随U的增大而增加。
现在学****的是第15页,共39页
7.2 外延层的杂质分布
外延掺杂的特点:原位掺杂;
外延掺杂的优点:掺杂浓度可精确控制;
突变型分布。
分布偏离:
①扩散效应---衬底与外延层杂质相互扩散;
②自掺杂效应---衬底杂质蒸发进入边界层。
现在学****的是第16页,共39页
现在学****的是第17页,共39页
7.2.2 扩散效应
扩散效应:衬底杂质与外延层杂质相互扩散,
导致界面处杂质再分布;
杂质扩散:满足菲克第二定律--扩散方程,即
①衬底杂质分布:假定外延层本征生长,杂质浓度为
N1(x)--余误差函数
②外延层杂质分布:假定衬底本征,杂质浓度为
N2(x)--余误差函数
③实际再分布:N(x)= N1(x)±N2(x)
“+”:n/n+(p/p+);“-”:p/n+(n/p+)
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现在学****的是第19页,共39页
7.2.3 自掺杂效应(非故意掺杂)
定义:衬底杂质及其他来源杂质非人为地掺入外延层
来源:各种气相自掺杂
①衬底扩散蒸发的杂质:在外延生长的初期;
②衬底背面及侧面释放的杂质;
③外延生长前吸附在表面的杂质;
④气相腐蚀的杂质;
⑤其他硅片释放的杂质。
⑥外延系统:基座、输入气体中的杂质。
现在学****的是第20页,共39页
现在学****的是第21页,共39页
7.3 低压外延(5-20kPa)
低压作用:减小自掺杂效应;
优点:
①杂质分布陡峭;
②厚度及电阻率的均匀性改善;
③外延温度随压力的降低而下降;
④减少了埋层图形的畸变和漂移;
现在学****的是第22页,共39页
7.4 选择性外延(SEG)
SEG :在特定区域有选择地生长外延层;
原理:Si在SiO2或Si3N4上很难核化成膜;
选择性:①特定区域;②硅源。
硅源的选择性顺序:SiCl4>SiHCl3>SiH2Cl2>SiH4;
现在学****的是第23页,共39页
横向外延(ELO)
7.4 选择性外延(SEG)
现在学****的是第24页,共39页
7.6 SOI技术
SOI:Silicon on insulator
现在学****的是第25页,共39页
SOI的两大技术
1. SIMOX(注氧隔离)技术
SIMOX:Separation by Implanted Oxygen
现在学****的是第26页,共39页
2. Smart-cut®
--智能剥离技术
现在学****的是第27页,共39页
SOI技术的特点与优势
1.速度高:在相同的特征尺寸下,工作速度可提高
30-40%;
2.功耗低:在相同的工作速度下,功耗可降低
50%-60%;
3.集成密度高:封装密度提高约40%;
4.低成本:最少少用三块掩模版,减少13%-20%
(30%)的工序;
5.耐高温环境

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