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微电子器件及工艺课程设计(指导,参考书)双极晶体管结构及版图示意图氧化时间计算x0A/21+(t+)/(A)/(A2 2/4B)/4B)1/21/2-1,-1,可由图解可由图解法求解。法求解。初始条件x0（0）xi，xi为氧化前硅片上原有的SiO2厚度。可得：x02 Ax0 B（t）A=2 DSiO2(1/ks+1/h);B=2DSiO2 C*/N1；=(xi2Axi）/B。A、B都是速度常数，可查表获得恒定表面源扩散恒定表面源扩散恒定表面源恒定表面源是指在扩散过程中，硅片是指在扩散过程中，硅片表面的杂质浓度始终是保持不变的。表面的杂质浓度始终是保持不变的。恒定表面源扩散恒定表面源扩散指硅一直处于杂质氛指硅一直处于杂质氛围中，硅片表面达到了该扩散温度的围中，硅片表面达到了该扩散温度的固溶度固溶度Cs。解扩散方程：解扩散方程：初始条件为：初始条件为：C(x，0)=0，x0边界条件为：边界条件为：C(0，t)=Cs C(，t)=0恒定表面源扩散杂质分布情况恒定表面源扩散杂质分布情况xCBCsxj1 xj2 xj3C(x,t)t1t2t30t3t2t1恒定表面源扩散恒定表面源扩散erfc称为余误差函数。称为余误差函数。恒定源扩散杂质浓度服从恒定源扩散杂质浓度服从余误差分布余误差分布，延长扩散时间：，延长扩散时间：表面杂质浓度不变；表面杂质浓度不变；结深增加；结深增加；扩入杂质总量扩入杂质总量增加；增加；杂质浓度梯度减小。杂质浓度梯度减小。结深结深杂质数量杂质数量杂质浓度梯度杂质浓度梯度有限表面源扩散有限表面源扩散 指杂质源在扩散前积累于硅指杂质源在扩散前积累于硅片表面薄层片表面薄层内，内，Q为为单位单位面积杂质总量，解扩散方程：面积杂质总量，解扩散方程：边界条件边界条件:C(x,0)=Q/,0 x0n有限表面源扩散杂质分布情况有限表面源扩散杂质分布情况XXj1 Xj2 Xj3CsCsCs”t1t2t3C(x,t)CB0 t3t2t1有限表面源扩散有限表面源扩散杂质浓度梯度杂质浓度梯度杂质表面浓度杂质表面浓度结深结深扩散时间计算 再扩散结深 xj4Dt lnS/Csub（3.14Dt)1/21/2S为单位面积的掺杂原子总数，s浓度（平均浓度）结深预扩散扩散长度比再扩散的扩散长度小得多，预扩散分布的渗透范围小到可以忽略。设计思路：发射区扩散时间氧化层厚度基区扩散结深基区扩散时间基区掩蔽层厚度氧化时间。由于二次氧化，在考虑基区扩散深度时须对发射区掩蔽层消耗的硅进行补偿。集电结结深发射结结深基区宽度0.46发射区掩蔽层厚度。发射结结深12基区宽度。氧化层厚度二氧化硅薄膜的掩蔽效果与厚度及其膜层质量、杂质在SiO2中的扩散系数有关，还与SiO2和硅衬底中的杂质浓度、杂质在衬底中的扩散系数以及杂质在衬底与SiO2界面的分凝系数等因素有关。考虑到生产实际情况，基区氧化层厚度约为6000埃（氧化温度1100左右），发射区氧化层厚度约为7000埃，采用干氧湿氧干氧工艺。B预扩散温度：900950，再扩散1200左右（发射区氧化同时进行）P预、主扩散温度1120左右。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！16