氣相外延I藝中的摻雜是直接將含有所需雜質元素的氣體摻雜劑,按照所需劑量,和硅源LD1117STR外延劑氣體一起通人反應器內,摻雜劑氣體也和外延劑氣體一樣擴散穿越邊界層到達襯底,并在襯底上發生 分解,替代硅原子排列在襯底上。

   因摻雜劑和外延劑的熱力學性質不同,摻雜使外延生長過程變得更為復雜。雜質摻雜效率不僅依賴于外延溫度、生 ⌒長速率、氣流中摻雜劑的摩爾分數、反應室的幾何形狀等因逼素,還依賴于摻雜劑自身的特性。常用的摻雜劑多為含雜質 量長速率一定時,硼的摻入劑量隨生長溫度上升而增加,而磷和 憨砷的摻入劑量卻隨溫度上升而降低。

   另外,還有跡象表明,影響摻雜效率的因素還有襯底的取向和外延層結晶質量。摻雜劑和硅之間的表面競爭反應,對外延層生長速率也會產生一定的影響。如PH3的存在會降低外延層的生長速率,而馬H6的存在會提高外延層的生長速率。外延層中吸收雜質的量取決于外延生長速率。通常生長 速率低時雜質吸收得多,而生長速率高時吸收的雜質相對較少。以從AsH3中吸收As為例,如果外延生長速率由0.2um/min增加到1.0凹/rrlln時,腮的吸收率將減小為原來的1/4。總之,在外延過程中直接進行摻雜,摻雜效率會受到多重因素的影響。

   硅的氣相外延是在單晶襯底上生長硅單晶,外延襯底通常并不是本征硅,而是摻雜硅。而氣相外延又是高溫工藝,在外延層生長過程中,襯底和外延層之間存在雜質交換現象,即出現雜質的再分布現象,外延層和襯底的雜質濃度及分布都與預期的理想情況有所不同。雜質再分布是由自摻雜效應和互擴散效應兩種現象引起的。