Технологические процесс загонки примеси

Перед загонкой примеси стенки трубы и пустые кассеты насыщают примесью при температуре диффузии (для исключения обеднения рабочей смеси в рабочем процессе).

Операционный цикл:

1. Продувка реактора азотом с расходом до 150 л/ч;

2. Вывод реактора на заданную температуру (2 – 3 ч);

3. Загрузка кассеты с пластинами и прогрев ее в течение 10 мин с подачей азота;

4. Подача азота с парогазовой смесью (диффузант, кислород);

5. Выдержка при постоянной температуре в течение контролируемого времени (процесс диффузии);

6. Отключение подачи ПГС и извлечение кассеты с пластинами.

Влияние кислорода на процесс диффузии, диффузия из примесных покрытий, технология разгонки примеси

Растущая в процессе диффузии плёнка SiO2 предохраняет поверхность кремния от эрозии и нежелательных химических реакций, что повышает воспроизводимость параметров диффузионных областей.

Стадии окислительного процесса:

1. Взаимодействие диффузанта с кислородом в газовой фазе с выделением ангидрида легирующего элемента:

BBr3+O2→B2O3+Br2; B2H6+O2→B2O3+H2O;

POCl3+O2→P2O3+Cl2; PH3+O2→P2O5+H2O;

2. Диффузия ангидрида через растущий окисел к границе раздела Si-SiO2;

3. Взаимодействие молекул ангидрида с кремнием и выделение атомарной примеси: P2O5+Si→SiO2+P; B2O3+Si→SiO2+B;

4. Диффузия атомов легирующего элемента в кристаллической решетке кремния.

Окисление происходит за счёт диффузии молекул кислорода через окисел и последующего взаимодействия с кремнием (Si+O2→SiO2).

Легирование без добавления кислорода

Коэффициент диффузии ангидрида в окисле крайне мал. Поэтому при достижении плёнкой SiO2 толщины, достаточной для защиты кремния, подачу кислорода прекращают. В этом случае выделение атомарного фосфора или бора из диффузанта будет происходить за счёт термической диссоциации : PH3→H2+P.

Образующийся в процессе загонки окисел кремния с примесью P2O5 или B2O3 представляет собой ФСС или БСС. При разгонке примеси может служить внешним (неучтенным) источником примеси и подлежит стравливанию после процесса диффузии.

Диффузия из примесных покрытий

Подложка с маской SiO2

Нанесение примесного покрытия (БСС)

Диффузия из примесного покрытия

Удаление примесного покрытия

Особенности диффузии из примесных покрытий

Концентрация примеси в кремнии зависит от:

- концентрации примеси в покрытии;

- толщины покрытия;

Методы нанесения примесного покрытия:

- Из растворных композиций;

- Химическим осаждением из газовой фазы;

- Распылением в вакууме.