片前后应各放置三片挡片以减少气流影响

;其上、下、左、右的测量位置距边缘约 10mm。

　　众所周知

,液态源三氯氧磷(POCl3)在高温下会与氧气发生如下化学反应:

　　

4POCl3+3O2 高湿 2PO2O5+6Cl2↑

　　五氧化二磷和硅发生氧化还原反应后

,五氧化二磷被还原为磷原子并淀积于硅片表面。

其化学反应是

:

　　

4PO2O5+5Si 高湿 4P+5SiO2

　　通过测量硅片上的方块电阻

,就能确定磷原子的数量。

　　硅片上的方块电阻主要取决于磷淀积后扩散到硅片内的杂质总量

,杂质总量越多,方块

电阻就越小。当气态杂质浓度一定时

,扩散到硅片内的杂质总量主要取决于温度与时间。

　　从表

1 可以看到,硅片内不同位置的方块电阻相差不大表明气流稳定,杂质分布基本均匀;

其次

,方块电阻随过程时间的减少而增大,但所获得的方块电阻值都偏低;第三,尽管通源和吸

杂时间

(t1、t2)减少到 7 分钟,仍未能达到要求。但 t1、t2 又不能太小,因为 t1 太小,通入的源量

不足

,就不能进入饱和状态,杂质量少会影响均匀性;而 t2 再减少将不能使三氯氧磷(POCl3)得

到充分分解、淀积

,从而影响吸附效果。因此,通过减少时间来提高方块电阻的方法将受限制

　　但由于磷在硅中的溶解度随温度呈指数关系迅速变化。因此

,降低温度将使磷淀积到硅

片上的数量减少

,从而使方块电阻提高。接下来,将图 1 中的吸杂温度(T)适当降低,按 t1=t2=7

分钟进行再次试验

,其结果如表 2 所列。从表 2 可以看到,降低温度取得了明显效果,其中温度

为

1040

℃比较合适。但是,在上述试验中,前后放置的假片较少,而忽略了实际生产中存在大

量硅片对磷的吸附作用而使淀积到硅片上的杂质减少

,方块电阻增大的因素。为此,可加大试

片数据。当加入与实际生产数量相当的

25 片假片时,重复上述试验得到的结果如表 3 所列。

　　通过再次试

验可以看到

,温度

为

1045

℃时,得

到的结果相当合

适。但是

,在实际

生产中

,影响试片

方块电阻的因素

除上述外

,还与试

片在扩散炉上的

位置、摆片间距、进出舟速度以及气流、源温变化等有关。

　　

2.4 实际应用

　　图

2 为连续 10 个生产批中采用上述试验中三个条件进行磷吸杂后,所测试的试片方块