硼扩散工艺实验报告-solarbe文库

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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Nx,tNserfc ｛ 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Nx,tQe-x2/4D2t π D2t其中 Q 为扩散入硅片杂质总量 Q∫∞ 0 Nx,tdtD2 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