化學氣相摻雜

化學氣相摻雜是指在化學氣相沉積((CVD)薄膜的同時通過氣相將雜質元素摻入薄膜的工藝。許多薄膜要求適當摻入一定量的雜質以達到改性的目的，如半導體薄膜在摻入施主元素或受主元素後可分別成為n型和P型半導體。

基本介紹

• 中文名：化學氣相摻雜
• 外文名：chemical vapor doping
• 學科：材料工程
• 領域：工程技術

簡介

化學氣相摻雜是指在化學氣相沉積((CVD)薄膜的同時通過氣相將雜質元素摻入薄膜的工藝。

原理

許多薄膜要求適當摻入一定量的雜質以達到改性的目的，如半導體薄膜在摻入施主元素或受主元素後可分別成為n型和P型半導體。摻入量通常很低，為十的負九次方到十的負八次方。

優點

與其它摻雜方法比，化學氣相摻雜的特點是雜質可在整個薄膜厚度內作均勻的分布。不需增添設備，只需將待摻入的雜質原子的氣體混合入化學氣相沉積的主氣流中即可。摻雜源可以是氣體，也可以是液體或固體。

輸入方式

液體摻雜源頭通過載氣鼓泡方式輸入，固體摻雜源則可採用升華方式輸入。摻雜劑的分解特性應與化學氣相沉積時採用的主氣源相匹配。矽在CVD時常用乙硼烷、砷烷或磷烷作為摻雜劑。

摻雜濃度

因為摻雜量一般很低，故常用氫稀釋摻雜劑，以便於控制流量，達到所需的摻雜濃度。摻雜濃度的控制主要通過調整摻雜氣體在主氣流中的分壓來實現。當摻雜濃度為十的負五次方以下時，摻雜原子在薄膜中的藕合量基本上與摻雜氣體的分壓成正比。在摻雜濃度較高時，將會出現偏離線性的藕合特徵。砷化鎵的n型化學氣相摻雜通常是在主氣流中摻入矽烷的蒸氣。砷化鎵的高濃度n型摻雜則採用S、Se或Te的氫化物作摻雜劑。

套用

在化學氣相沉積二氧化矽膜時，若同時通入適量的PH₃，或B₂H₅作摻雜劑，可分別獲得磷矽玻璃和硼矽玻璃，它們在器件中可作保護膜、層間隔離膜或固相擴散源等。