§4.5.1 擴(kuò)散層質(zhì)量參數(shù)

1 擴(kuò)散結(jié)深Xj

1.1 余誤差分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj

1.2 高斯分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj

1.3 關(guān)于擴(kuò)散結(jié)深Xj討論

1.3.1 擴(kuò)散結(jié)深Xj與表面雜質(zhì)濃度和襯底雜質(zhì)濃度的關(guān)系

1.3.2擴(kuò)散結(jié)深Xj與擴(kuò)散時(shí)間的關(guān)系

1.3.3 擴(kuò)散結(jié)深Xj與擴(kuò)散溫度的關(guān)系

1.4 基區(qū)和發(fā)射區(qū)擴(kuò)散后的雜質(zhì)分布曲線及載流子分布曲線

1.5 擴(kuò)散結(jié)深Xj的測定

2 擴(kuò)散薄層電阻RS（方塊電阻）

2.1 擴(kuò)散層方塊電阻的定義

2.2 擴(kuò)散薄層電阻的物理意義

2.3 擴(kuò)散薄層電阻的測定

3 擴(kuò)散表面雜質(zhì)濃度Ns

3.1 Ns與Xj和擴(kuò)散雜質(zhì)總量Q共同決定一個(gè)雜質(zhì)分布

3.2 Ns與Xj、Q間的關(guān)系

4 電性參數(shù)

4.1 基區(qū)擴(kuò)散后的電性參數(shù)

4.2 發(fā)射區(qū)擴(kuò)散后的電性參數(shù)

§4.5.2 擴(kuò)散工藝條件選擇

1 掌握擴(kuò)散工藝條件選擇的重要性

1.1 新器件的研制需要選擇工藝條件

1.2 對器件性能的改進(jìn)需重新選擇工藝條件

2 Xj和RS修正

2.1 修正的原因

2.1.1 分凝效應(yīng)的存在影響了Q-必須修正RS

2.1.2 再分布伴隨二氧化硅生長，消耗掉一部分硅層-必須修正Xj

2.2 擴(kuò)散結(jié)深Xj的修正

2.3 再分布后RS與Q的關(guān)系修正

3 預(yù)淀積擴(kuò)散工藝條件選擇

3.1 工藝條件選擇

3.1.1 溫度T1的選擇

3.1.2 計(jì)算求出t1

3.2 預(yù)淀積擴(kuò)散工藝條件選擇時(shí)注意的問題

3.2.1 T1不能選的太高

3.2.2 T1不能選的太低

3.2.3 選擇T1要考慮擴(kuò)散的重復(fù)性

4 再分布擴(kuò)散工藝條件選擇

4.1 擴(kuò)散工藝條件的確定

4.2 氧化時(shí)間的確定

5 仍然存在的問題

5.1 基區(qū)擴(kuò)散后需泡除的硼硅玻璃薄層-Q的變化

5.2 再分布過程中的雜質(zhì)外擴(kuò)散- Q的變化

課程重點(diǎn)：本節(jié)介紹了擴(kuò)散層質(zhì)量參數(shù)及擴(kuò)散工藝條件選擇。有關(guān)擴(kuò)散層質(zhì)量參數(shù)，介紹了擴(kuò)散結(jié)深Xj和擴(kuò)散薄層電阻RS，以及擴(kuò)散表面雜質(zhì)濃度Ns。對于擴(kuò)散結(jié)深Xj，給出了擴(kuò)散結(jié)深Xj定義，指明了計(jì)算Xj的特征關(guān)系式；對余誤差分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj進(jìn)行了推導(dǎo)；對高斯分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj進(jìn)行了推導(dǎo)；對擴(kuò)散結(jié)深Xj進(jìn)行了討論，指明了Xj與Ns 和NB的關(guān)系，指明了Xj與 擴(kuò)散時(shí)間的關(guān)系，指明了Xj與 擴(kuò)散溫度的關(guān)系；給出了基區(qū)和發(fā)射區(qū)擴(kuò)散后的雜質(zhì)分布曲線及載流子分布曲線，該曲線指明雜質(zhì)分布在硅體內(nèi)任一點(diǎn)處為迭加關(guān)系、而載流子濃度由于電子空穴的復(fù)合為相減的關(guān)系，在結(jié)處呈現(xiàn)載流子耗盡、載流子濃度為零；簡單介紹了擴(kuò)散結(jié)深Xj測定。對于擴(kuò)散薄層電阻RS，給出了擴(kuò)散薄層電阻RS定義，由基本電阻公式推導(dǎo)出薄層電阻RS的表達(dá)式；通過對表達(dá)式的分析，討論了了薄層電阻RS的物理意義。對于擴(kuò)散表面雜質(zhì)濃度Ns，分析了Ns與Q的關(guān)系，分析了Ns與Xj的關(guān)系，指明Ns與Xj和Q共同決定一個(gè)擴(kuò)散雜質(zhì)分布。簡單介紹了擴(kuò)散后的電性參數(shù)。在擴(kuò)散工藝條件選擇中，指出了掌握擴(kuò)散工藝條件選擇的重要性，它是工藝實(shí)施前建立的工藝實(shí)施依據(jù)，當(dāng)然工藝條件不同工藝結(jié)果必然不同。為了更的制定工藝條件，進(jìn)行了前述參數(shù)的修正、以力爭去除實(shí)際分布與理論分布出現(xiàn)的差異；如 前所述，由于在再分布擴(kuò)散時(shí)伴隨二氧化硅的生長，消耗掉了部分硅層，以此對擴(kuò)散結(jié)深Xj進(jìn)行修正；同理，預(yù)淀積擴(kuò)散后含雜的部分硅層變成了二氧化硅層，這使預(yù)淀積擴(kuò)散在硅體內(nèi)造成的雜質(zhì)總量起了變化，以此對擴(kuò)散雜質(zhì)總量Q進(jìn)行修正。由修正后的參量，進(jìn)行了預(yù)淀積擴(kuò)散工藝條件T1和t1的選擇，進(jìn)行了再分布擴(kuò)散工藝條件T2和t2的選擇（選擇時(shí)應(yīng)注意t2必須滿足等于t干1+ t濕+ t干2）。指出了仍然存在的問題 ，并說明這些問題除在淺結(jié)器件中考慮外，一般可不考慮。

課程難點(diǎn)：擴(kuò)散結(jié)深Xj的定義、推導(dǎo)參照關(guān)系式、余誤差分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj公式的推導(dǎo)、高斯分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj公式的推導(dǎo)，擴(kuò)散結(jié)深Xj與各種因素的關(guān)系分析。擴(kuò)散薄層電阻RS（方塊電阻）的定義，推導(dǎo)出的與擴(kuò)散薄層相關(guān)的擴(kuò)散薄層電阻RS的公式、擴(kuò)散薄層電阻RS的物理意義。擴(kuò)散表面雜質(zhì)濃度Ns的定義、Ns與Q的關(guān)系分析、Ns與Xj的關(guān)系分析、Ns與Xj和Q共同決定一個(gè)擴(kuò)散雜質(zhì)分布的分析。為什么在擴(kuò)散工藝條件選擇前進(jìn)行了對以前給出參數(shù)的修正，根據(jù)什么修正和如何修正，修正后的參數(shù)發(fā)生的變化。根據(jù)什么參數(shù)進(jìn)行了預(yù)淀積擴(kuò)散工藝條件T1和t1的選擇，如何選擇，選擇中應(yīng)注意的問題。根據(jù)什么參數(shù)進(jìn)行了再分布擴(kuò)散工藝條件T2和t2的選擇，如何選擇，選擇中如何滿足t2等于t干1+ t濕+ t干2，選擇中應(yīng)注意的問題。

基本概念：

1 擴(kuò)散結(jié)深-擴(kuò)散形成的pn結(jié)的深度。

2擴(kuò)散薄層電阻RS（方塊電阻）-表面為正方形的擴(kuò)散薄層，在電流平行于該正方形的某一邊流過時(shí)所呈現(xiàn)出的電阻值。

3 擴(kuò)散表面雜質(zhì)濃度Ns-指再分布擴(kuò)散后的表面雜質(zhì)濃度，即為Ns2。

基本要求：要求了解器件制造中擴(kuò)散工藝形成的擴(kuò)散層的所有質(zhì)量參數(shù)。包括知道擴(kuò)散結(jié)深Xj的定義，推導(dǎo)擴(kuò)散結(jié)深Xj公式時(shí)的參照關(guān)系式（ pn結(jié) 的重要性質(zhì)）；能夠進(jìn)行余誤差分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj公式的推導(dǎo)；能夠進(jìn)行高斯分布的擴(kuò)散結(jié)深Xj公式的推導(dǎo)；會進(jìn)行擴(kuò)散結(jié)深Xj與各種因素的關(guān)系分析。包括知道擴(kuò)散薄層電阻RS（方塊電阻）的定義，能夠推導(dǎo)出的與擴(kuò)散薄層相關(guān)的擴(kuò)散薄層電阻RS的公式，清楚擴(kuò)散薄層電阻RS的物理意義。包括知道擴(kuò)散表面雜質(zhì)濃度Ns的定義，要求能在Xj一定時(shí)進(jìn)行Ns與Q的關(guān)系分析，要求能在Q一定時(shí)進(jìn)行Ns與Xj的關(guān)系分析，能清楚的知道為什么Ns與Xj和Q共同決定一個(gè)擴(kuò)散雜質(zhì)分布、并能進(jìn)行分析。要求能清楚的知道基區(qū)和發(fā)射區(qū)擴(kuò)散后的雜質(zhì)分布曲線及載流子分布曲線，知道為什么兩條曲線從形態(tài)上是不同的，其含義是什么。要求知道在擴(kuò)散工藝條件選擇前為什么 對以前給出的參數(shù)進(jìn)行修正，能知道如何進(jìn)行修正。能根據(jù)修正后的擴(kuò)散參數(shù)進(jìn)行預(yù)淀積擴(kuò)散工藝條件T1和t1的選擇；能根據(jù)修正后的擴(kuò)散參數(shù)進(jìn)行再分布擴(kuò)散工藝條件T2和t2的選擇，清楚選擇中如何滿足t2等于t干1+ t濕+ t干2，知道在不滿足時(shí)如何進(jìn)行調(diào)整以得到滿意的工藝條件。