實際生產中,擴散溫度一般為900~1200℃,在這樣的溫度范圍內,常用雜質如硼、磷、砷和銻等在硅中的固溶度隨溫度變化不大。例如,硼的固溶度總是保持在5×10Ⅱ cm3左右。 MAX3042BCUE 因此,若單純采用恒定表面源擴散,要得到較低的表面濃度(如一般小功率硅平面晶體管,通常希望基區硼擴散的表面濃度在10"cm3數量級),無論怎樣調整擴散溫度都是不易達到的。也就是說,恒定表面源擴散,雖可控制擴散的雜質總量和擴散深度,但不能任意控制表面濃度,而難以制作出低表面濃度的深結;而限定表面源的擴散,雖可控制表面濃度和擴散深度,但不能任意控制雜質總量,囚而難以制作出高表面濃度的淺結。

   因此,為了得到任意的表面濃度、雜質數量和結深以及滿足濃度梯度等要求,就應當要求既能控制擴散的雜質總量,叉能控制表面濃度,這只需將上述兩種擴散結合起來便可實現。這種結合的擴散I藝稱為“兩步擴散”。

   其中第一步稱為預擴散或者預淀積――采用恒定表面源擴散的方式,在硅片表面淀積一定數量Q的雜質原子,目的是控制摻人的雜質總量。由于擴散溫度較低:擴散時間較短,雜質原子在硅片表面的擴散深度極淺,就如同淀積在表面c所以,通常把第一步稱為“預淀積”。第二步稱為主擴散或者再分布,是把經預淀積的硅片放入另一擴散爐內加熱,使雜質向硅片內部擴散,重新分布,達到所要求的表面濃度和擴散深度(或結深),可近似為限定表面源擴散,在兩步擴散丁藝中.第二步常稱為“再分布”。對于第二步的再分布,由于溫度更高,增加擴散時間,表面濃度下降,擴散深度不斷加深,因此,能

控制表面濃度和擴散深度。但擴散前必須在硅片表面淀積有足夠的雜質源.并且必須具有較高的表面濃度,才能使限定表面源擴散獲得符合要求的表面濃度和擴散深度:而采用恒定表面源擴散,能夠比較準確地控制擴入硅片表面的雜質總量和獲得高的表面濃度,以滿足限定表面源擴散的要求。再分布雜質總量是由預淀積T∶序――恒定表面源擴散提供的,預淀積的雜質總量由式(510)給出,將其

代人式(5△3)即得到雜質表面濃度和結深。例如,集成電路硼隔離擴散和硼基區擴散,就屬于這種情況。雖然有的擴散(如硅管發射l×的磷擴散)不是那么明顯地分為兩步進行,但是仔細分析其擴散的全過程仍然是包括了這兩個步驟的。