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1、目 录录一课程程设计目目的与任任务1二设计计的内容容1 三设计计的要求求与数据据1四物理理参数设设计2 4.11各区掺掺杂浓度度及相关关参数的的计算224.11.1各各区掺杂杂浓度 444.1.2迁移移率44.1.3扩散散系数与与电阻率率54.1.4少子子寿命和和扩散长长度5 4.22 集电电区厚度度Wc的选选择64.3 基区宽宽度WB7 4.5 扩散结结深的设设计9 4.6 芯片厚厚度和质质量10 4.7 晶体管管的横向向设计、结结构参数数的选择择110五、工艺艺参数设设计11 5.1 工工艺部分分杂质参参数112 5.2 基基区相关关参数的的计算114 5.3 发发射区相相关参数数的计算算
2、115 5.4 氧氧化时间间的计算算116六、物理理参数与与工艺参参数汇总总17七、工艺艺流程图图19八、生产产工艺流流程23九、版图图33十、心得得体会34十一、参参考文献献35PNP双双极型晶晶体管的的设计一、课程程设计目目的与任任务微电子子器件与与工艺课课程设计计是继继微电电子器件件物理、微微电子器器件工艺艺和半半导体物物理理理论课之之后开出出的有关关微电子子器件和和工艺知知识的综综合应用用的课程程，使我我们系统统的掌握握半导体体器件，集集成电路路，半导导体材料料及工艺艺的有关关知识的的必不可可少的重重要环节节。目的是使使我们在在熟悉晶晶体管基基本理论论和制造造工艺的的基础上上，掌握握晶
3、体管管的设计计方法。要要求我们们根据给给定的晶晶体管电电学参数数的设计计指标，完完成晶体体管的纵纵向结构构参数设设计晶晶体管的的图形结结构设计计材料料参数的的选取和和设计制定实实施工艺艺方案晶体管管各参数数的检测测方法等等设计过过程的训训练，为为从事微微电子器器件设计计、集成成电路设设计打下下必要的的基础。二、设计计的内容容设计一个个均匀掺掺杂的ppn pp型硅双双极晶体体管，满满足T=3000K时，基基区掺杂杂浓度为为NB=10016cmm-3,共发射射极电流流增益hhfe=550。BBVCEEO=660V，设设计时应应尽量减减小基区区宽度调调制效应应的影响响，假设设经验参参数为年年n=33
4、)三、设计计的要求求与数据据1了解解晶体管管设计的的一般步步骤和设设计原则则2根据据设计指指标选取取材料，确确定材料料参数，如如发射区区掺杂浓浓度NEE, 基基区掺杂杂浓度NNB,集集电区掺掺杂浓度度NC, 根据据各区的的掺杂浓浓度确定定少子的的扩散系系数，迁迁移率，扩扩散长度度和寿命命等。3根据据主要参参数的设设计指标标确定器器件的纵纵向结构构参数，如如集电区区厚度WWc，基基区宽度度Wb，发发射极宽宽度Wee和扩散散结深XXjc, 发射射结结深深Xjee等。4根据据扩散结结深Xjjc, 发射结结结深XXje等等确定基基区和发发射区预预扩散和和再扩散散的扩散散温度和和扩散时时间；由由扩散时时
5、间确定定氧化层层的氧化化温度、氧氧化厚度度和氧化化时间。5根据据设计指指标确定定器件的的图形结结构，设设计器件件的 图形尺尺寸，绘绘制出基基区、发发射区和和金属接接触孔的的光刻版版图。 6. 根根据现有有工艺条条件，制制定详细细的工艺艺实施方方案。7撰写写设计报报告四、物理理参数设设计4.1 各区掺掺杂浓度度及相关关参数的的计算4.11.1各各区掺杂杂浓度本实验的的晶体管管的设计计指标：T=3300KK时，集电电极-发射极极BVCEEO=660V。NB=10016cmm-3。对上表参参数进行行仔细分分析后可可发现，上上述参数数中，只只有击穿穿电压主主要由集集电区电电阻率决决定。因因此，集集电区
6、电电阻率的的最小值值由击穿穿电压决决定，在在满足击击穿电压压要求的的前提下下，尽量量降低电电阻率，并并适当调调整其他他参量，以以满足其其他电学学参数的的要求。BVCBO=n1+BVCEO=31+5060=222.5V （半半导体器器件物理理P1141）注：n取取244. 图1 击穿电电压与杂杂质浓度度的关系系因为现代代工艺中中多采用用Si作为为晶体管管的衬底底材料，根根据要求求VCBO=2222.5VV，读出出集电区区的掺杂杂浓度为为 NC=21015cm-3。一般的晶晶体管各各区的浓浓度要满满足NENNBNC，因此此，根据据经验可可取:(1) 集电区区杂质浓浓度取：NC=21015cm-3。
7、（2）基基区杂质质浓度取取 ：NB=11016cm-3。（3）发发射区杂杂质浓度度取：NE=11018cm-3。4.1.2迁移移率图2 迁移率率与杂质质浓度的的关系图图通过图22可以查查出在3300KK时，集集电区、基基区和发发射区各各自的少少子与多多子的迁迁移率如如下。少子多子（用用于计算算电阻率率）集电区CCPnC=1300cm2V.spC=430cm2V.s基区B-NpB=420cm2V.snB=1150cm2V.s发射区EE-PnE=290cm2V.spE=150cm2V.s表1 各各区少子子和多子子迁移率率4.1.2扩散散系数与与电阻率率根据公式式可得少少子的扩扩散系数数：根据爱因因
8、斯坦关关系式可可以求出出各区少少子的扩扩散系数数DC=k0Tqnc=0.0261300=33.8cm2/SDB=k0TqpB=0.026420=10.92cm2/SDE=k0TqnE=0.026290=7.54cm2/S根据公式式各区电电阻率：C=1pqC=1210151.610-1913002.4.cm（衬底电阻率）B=1pqB=1110161.610-194201.48.cmE=1pqE=1110181.610-19290 2.1-2.cm（半导导体物理理P995）4.1.3少子子寿命和和扩散长长度图33 P型型硅中少少子电子子的寿命命和扩散散长度与与参杂浓浓度的关关系图4 PP型硅中中少
9、子空空穴的寿寿命和扩扩散长度度与参杂杂浓度的的关系为得到较较合理的的基区准准中性宽宽度，少少子寿命命取如下下经验值值： C=10-4S B=210-5S E=510-6S注明：这这里的少少子寿命命偏大，故故取器件件物理2287页页的经验验值，为为了方便便得到较较合理的的基区准准中性宽宽度，所所以这里里的少子子寿命取取值如下下： 根据公式式，得到到扩散长长度：=DCC=33.810-65.8110-3cmB=DBB=10.9210-63.310-3cmE=DEE=7.5910-78.710-4cm4.2 集电电区宽度度Wc的的选择（1）集集电区厚厚度的最最小值集电区厚厚度的最最小值由由击穿电电压
10、决定定。通常常为了满满足击穿穿电压的的要求，集集电区厚厚度WCC必须大大于击穿穿电压时时的耗尽尽层宽度度，即 (是集电电区临界界击穿时时的耗尽尽层宽度度）。对对于高压压器件，在在击穿电电压附近近，集电电结可用用突变结结耗尽层层近似，因因而:WCXmB=12=28.8510-1411.9222.51.60210-1921015121.210-3cm=12m而增大集集电区厚厚度会使使串联电电阻rccs增加加，饱和和压降VVCESS增大。为为了不增增加串联联电阻又又能提高高二次击击穿耐量量，故取。4.3 基区区宽度WWB的选择择（1）基基区宽度度的最大大值对于低频频管，与与基区宽宽度有关关的主要要电
11、学参参数是b，因因此低频频器件的的基区宽宽度最大大值由b确确定。当当发射效效率g1时时，电流流放大系系数，为了使使器件进进入大电电流状态态时，电电流放大大系数仍仍能满足足要求，因因而设计计过程中中取l=4。因此基基区宽度度的最大大值可按按下式估估计 WBnB212=43.310-3250129.310-4=9.3m所以基区区宽度的的最大值值为9.3umm。（2）基基区宽度度的最小小值为了保证证器件正正常工作作，在正正常工作作电压下下基区绝绝对不能能穿通。因因此，对对于高耐耐压器件件，基区区宽度的的最小值值由基区区穿通电电压决定定。当是是三极管管的击穿穿电压是是雪崩击击穿电压压和穿通通电压中中较
12、小的的一个确确定。BVCBO=222.5V Vpt=qWB22NdcNdc+NaNdc=1.610-197.5810-42211.98.85410-142101521015+101621015=523V 所以击穿穿电压为为222.5V。由上得当当没有发发生传穿穿通时就就发生了了雪崩击击穿。对于均匀匀基区晶晶体管，当当集电结结电压接接近雪崩崩击穿时时，基区区一侧的的耗尽层层宽度为为 := 28.85410-1411.91.610-19101621015222.51016+21015122.2m所以基区区宽度的的取值范范围为：2.2mWB9.3m（3）基基区准中中性宽度度的计算算与PN结结二极管管
13、的分析析类似，在在平衡和和标准工工作条件件下，BBJT可可以看成成是由两两个独立立的PNN结构成成，它在在平衡时时的结构构图如下下所示：图5 平衡条条件下的的pnpp三极管管的示意意图具体来说说，由于于，所以以E-BB耗尽区区宽度（）可近视看作全部位于基区内，又由，得到大多数C-B耗尽区宽度（）位于集电区内。因为C-B结轻掺杂一侧的掺杂浓度比E-B结轻掺杂一侧的浓度低，所以。另外注意到是基区宽度，是基区中准中性基区宽度；也就是说，对于PNP晶体管，有：其中和分分别是位位于N型区内内的E-B和C-BB耗尽区区宽度。在在BJTT分析中中指的就就是准中中性基区区宽度。E-B结结的内建建电势：VbiE
14、B=k0TqlnNENBni2=0.026ln10181016101020.838VC-B结结的内建建电势： VbiBC=k0TqlnNCNBni2=0.026ln210151016101020.676V 可以以当成单单边突变变结处理理根据公式式,E-B结在在基区一一边的耗耗尽层宽宽度为：XnEB= 2kS0qVbiEBNB12= 211.98.85410-141.610-190.8381016123.210-5cm=0.32m 根据公式式,B-C结在在基区一一边的耗耗尽层宽宽度为XnCB：XnCB= 2kS0qVbiCBNC12= 211.98.85410-141.610-190.67621
15、015126.610-5cm=00.666m根据公式式基区的的准中性性宽度：dc=1DEDBNBNEWLE+12WLB250=17.5410.9210161018W8.710-4+12W3.310-32WW6.610-4cm=6.6m 由上述可可得基区区总宽度度：WB=W+XnCB+XnEB=6.6+0.66+0.32=7.58m 满足条条件：2.2m 7.58mXXj时，发发射结变变为旋转转椭圆面面旋转椭椭圆面。发射结结集电结结两个旋旋转椭圆圆面之间间的基区区体积大大于平面面结之间间的基区区体积，因因而基区区积累电电荷增多多，基区区渡越时时间增长长。按照照旋转椭椭圆的关关系，可可以解出出当S
16、E与Xjj接近时时，有效效特征频频率为 式中中 ，因因此，愈愈大，有有效特征征频率愈愈低。图图4也明明显表明明，越大大，则基基区积累累电荷比比平面结结时增加加越多。由由于基区区积累电电荷增加加，基区区渡越时时间增长长，有效效特征频频率就下下降，因因此，通通常选取取， 则：XjeeWB7um， 则：Xjcc2WB14um4.6 芯片片厚度和和质量的的选择本设计选选用的是是电阻率率为的P型硅硅，晶向向是。硅片片厚度主主要由集集电结深深、集电电区厚度度、衬底底反扩散散层厚度度决定。同同时扩散散结深并并不完全全一致，在在测量硅硅片厚度度时也存存在一定定误差。因此在选取硅片厚度时必须留有一定的的余量。衬
17、底厚度要选择适当，若太薄，则易碎，且不易加工；若太厚，则芯片热阻过大。因此，在工艺操作过程中，一般硅片的厚度都在300um以上，但最后要减薄到150200um。硅片的质量指标主要是要求厚度均匀，电阻率符合要求，以及材料结构完整、缺陷少等。4.7 晶体体管的横横向设计计、结构构参数的的设计4.7.1横向向设计进行晶体体管横向向设计的的任务，是是根据晶晶体管主主要电学学参数指指标的要要求，选选取合适适的几何何图形，确确定图形形尺寸，绘绘制光刻刻版图。晶晶体管的的图形结结构种类类繁多：从电极极配置上上区分，有有延伸电电极和非非延伸电电极之分分；从图图形形状状看，有有圆形、梳梳状、网网格、覆覆盖、菱菱
18、形等不不同的几几何图形形。众多多的图形形结构各各有其特特色。此次设计计的晶体体管只是是普通的的晶体管管，对图图形结构构没有特特别的要要求，所所以只是是采用普普通的单单条形结结构。三三极管剖剖面图如如图6，三极极管俯视视图如图图7 ？。区分结结深与面面积与基基区宽度度C EB图6 三三极管剖剖面图B C E图6 三三极管俯俯视图4.7.2 基区、发发射区与与集电区区面积的计计算4.7.2.11 基区面面积的设设计基区面积积的上下下限由晶晶体管的的热阻指指标决定定，其上上限由功功率增益益指标决决定。而而下限值值由下式式决定： ，其其中w为管芯芯晶片的的厚度，硅硅的热导导率=0.885W/cmm.基
19、区面积积无特别别要求，根据经验取有效的4.7.2.22 发射射区面积积的设计计根据设计计要求，涉涉及到集集电极电电流受基基区电导导调制效效应的限限制。有有公式：由于题目目没有对对面积作作要求，取取Ic=5mAAE=ICWB2qDENE=510-3710-421.610-197.5410181.510-6cm2=150m2 4.77.2.3 集集电区面面积的设设计（可以认认为是恒恒定的，但但是实际际上不是是恒定的的，如果果要考虑虑实际情情况就要要看三极极管的IIc-UUce曲曲线）由最大饱饱和压降降VCESS2V可得得到：其中、为为临界饱饱和时的的结压降降，通常常V，可以到到半导导体物理理学第第
20、七版，电电子工业业出版社社一书的的1244页AC=ICCWCVCES-VJE-VJC=510-32.41410-42-0.18.810-6cm2=880m2 另外，为为满足散散热要求求， AAC要取大大一些。故最终终决定的的三个区区的面积积分别为为：AC=880m2，AB=150m2，AE=200m2五、工艺艺参数设设计晶体管工工艺概述述在集成电电路工艺艺中，最最早得到到广泛应应用的一一种双极极型工艺艺技术就就是所谓谓的三重重扩散方方法，由由于其成成本低、工工艺简单单以及成成品率高高等优点点，这种种技术直直到今天天在某些些应用领领域中仍仍然在继继续使用用。这个个工艺流流程只需需七块光光刻掩模模
21、版，首首先在NN衬底上上生长一一层初始始氧化层层，并光光刻出PP保护环环扩散区区窗口；保护环环扩散推推进完成成后，去去掉初始始氧化层层，重新新生长第第二次氧氧化层，并并光刻出出集电区区注入窗窗口；集集电区注注入推进进完成后后，把二二次氧化化层去掉掉，再生生长第三三次氧化化层，并并光刻出出基区注注入窗口口；完成成基区注注入后，去去掉三次次氧化层层，并对对基区杂杂质进行行退火激激活，然然后生长长第四次次氧化层层，并光光刻出发发射区注注入窗口口；发射射区注入入完成后后，再把把四次氧氧化层去去掉，并并生长最最后一次次氧化层层，在这这层氧化化层上光光刻出基基极欧姆姆接触区区窗口；然后进进行基极极欧姆接接
22、触区的的N+注入，并并对基极极欧姆接接触区和和发射区区注入层层进行最最后一次次退火激激活；接接下来沉沉积欧姆姆接触区区保护层层、开接接触孔、形形成金属属化导电电层并对对其进行行光刻和和刻蚀。在在基本的的三重扩扩散工艺艺技术基基础上所所做的改改进之一一就是增增加一个个集电区区埋层，即即位于集集电区下下面的一一个重掺掺杂的扩扩散区，它它可以使使集电区区的串联联电阻大大大减小小。引入入集电区区埋层后后意味着着集电区区本身必必须通过过外延技技术在衬衬底上生生长出来来，这项项技术称称为“标标准埋层层集电区区工艺（SBC）”。不同的制制造工艺艺会产生生不同的的发射结结寄生电电容、发发射结击击穿电压压及基区
23、区接触电电阻等。从从历史发发展来看看，双极极型晶体体管的性性能在很很大程度度上受其其寄生参参数的限限制，在在这些参参数中最最主要的的是与欧欧姆接触触区或器器件非本本征区有有关的结结电容。三三重扩散散工艺或或标准埋埋层集电电区工艺艺具有较较大的非非本征电电容。较较为先进进的双极极型器件件工艺则则利用自自对准多多晶硅结结构形成成器件发发射区和和基区的的欧姆接接触，而而金属和和多晶硅硅的接触触可以在在较厚的的场氧化化层上制制备形成成，这样样就使器器件的结结面积大大大缩小小。此外外，利用用多晶硅硅形成发发射区欧欧姆接触触，还可可以使器器件的本本征电流流增益有有所增大大。 工艺参参数计算算思路计算思路路
24、：发射射区扩散散时间氧氧化层厚厚度在发发射区扩扩散时基基区扩散散结深基基区扩散散时间基基区掩蔽蔽层厚度度氧化时时间。由于二次次氧化，必必须在考考虑基区区扩散深深度时须须对发射射区掩蔽蔽层消耗耗的硅进进行补偿偿（在前前面计算算已将它它计算在在内了）。下下表是计计算扩散散系数过过程中要要用到的的：5.1 工艺艺部分杂杂质参数数5.1 工艺艺部分杂杂质参数数杂质元素素磷（P）3.8553.666硼（B）0.7663.466表2 硅硅中磷和和硼的与与激活能能 杂质元素素磷（P）1.755硼（B）3.500表3 二二氧化硅硅中磷和和硼的与与激活能能图7硅中中杂质的的固态溶溶解度5.2 基区区相关参参数的
25、计计算5.2.1 基区磷磷预扩散散时间PNP基基区的磷磷预扩散散的温度度取8000，即1073KK（规范范取值到到11220，但但是这样样得不到到合理的的预扩散散时间，所所以降低低温度来来处理）由表3得得磷在硅硅中的D0和和激活能能分别为为:3.85和3.666eVV扩散系数数：DSi P=D0exp-EKT=3.85exp-3.668.6410-51073=2.7710-17(cm2/s) 通过单位位表面积积扩散到到硅片内内部的杂杂质数量量： Q(t)=XJCNB+NC=1410-4（1016+21015）=1.681013cm2Xjc？根据公式式可解得得在特定定温度下下扩散的的时间：由图7
26、得得在8000时时，磷在在硅中的的固溶度度为：1020cm-3所以表面面浓度取取根据公式式可解得得在特定定温度下下扩散的的时间：1.681013=210202.7710-17t 解得tt=7999s=13.3miin氧化层厚厚度：氧化层厚厚度的最最小值由由预扩散散（10773K）的时间间t=7999s来决定定的，且且服从余余误差分分布，并并根据假假设可求求磷（P）在在温度110500时在在中的扩扩散系数数：DSIO2 P=D0exp-EaKT=10-6exp-1.758.61410-51073=5.9910-15cm2/s 由表3得得B再SSio22中的D0=10-6cm2/s 激活能能Ea=
27、1.75eV所以Xmin=4.65.9910-15799解得：Xmin=0.94610-5=1006考虑到生生产实际际情况，基基区氧化化层厚度度取为60000基区再扩扩散的时时间PNP基基区的磷磷再扩散散的温度度这里取取12000，即即14773K，则则：由于预扩扩散的结结深很浅浅，可将将它忽略略，故，XjC=X再扩=14m DSI P=D0exp-EaKT=3.85exp-3.668.61410-51473=1.1410-12cm2/s 由表2得得P在Si中中的D0=3.85cm2/s 激活能能Ea=3.66eV由再扩散散结深公公式：而且CS=1.51021，通过单位位表面积积扩散到到硅片内
28、内部的杂杂质数量量：Q(t)=1.581013cm2整理得：tlnt-2tlnCSCB+X22D=0tlnt-2tln1.5102121015+(1410-4)221.1410-12=0 化简得：tlnt-27t+859649=0解得：tt=5333433=144.8hh5.3 发射射区相关关参数的的计算过过程5.3.1 发射区区预扩散散时间PNP发发射区的的硼预扩扩散的温温度这里里取9550，即12223KK单位面积积杂质浓浓度：Q(t)=XJENB+NE=710-4（1016+1018）=71014cm2 DSi B=D0exp-EKT=0.76exp-3.468.6410-51223=4
29、.5710-15(cm2/s) 由图7可可知。在在9500时硼在硅中中的固溶溶度为，即此处处的 。71014=21.510204.5710-15t 解得：tt=37740SS=622minn5.3.2 氧化层层厚度氧化层厚厚度的最最小值由由预扩散散（12223K）的时间间t=37440s来决定定的，且且服从余余误差分分布，并并根据假假设可求求 硼（B）在在温度9950时在中中的扩散散系数：DSIO2 B=D0exp-EaKT=310-6exp-3.58.61410-51223=1.1210-20cm2/s 由表3得得B再SSio22中的D0=310-6cm2/s 激活能能Ea=3.50eV所以
30、Xmin=4.61.1210-203740解得：Xmin=2.810-8=2.9考虑到生生产实际际情况，发射区氧化层厚度取为7000?NOT 6000?5.3.3 发射区区再扩散散的时间间PNP基基区的磷磷再扩散散的温度度这里取取12000，即即14773K，则则：由于预扩扩散的结结深很浅浅，可将将它忽略略，故，XjE=X再扩=7m DSI B=D0exp-EaKT=0.76exp-3.468.61410-51473=1.0910-12cm2/s 由表3得得B在Sii中的D0=0.76cm2/s 激活活能Ea=3.46eV由再扩散散结深公公式：而且CS=31020cm-3，通过单位位表面积积扩
31、散到到硅片内内部的杂杂质数量量：Q(t)=71014cm2整理得：tlnt-2tlnQCBD+X22D=0tlnt-2tln310201016+(710-4)221.0910-12=0 化简得：tlnt-20.6t+224770=0解得：tt=2111211s=55.8hh5.4 氧化化时间的的计算5.4.1 基区氧氧化时间间由前面得得出基区区氧化层层厚度是是60000，可可以采用用干氧湿氧干氧的的工艺,将60000的氧氧化层的的分配成成如下的的比例进进行氧化化工艺：干氧：湿湿氧：干干氧=11：4：1即先干氧氧10000（00.1uum），再再湿氧440000（0.4umm），再再干氧1100
32、00（0.1umm）取干氧和和湿氧的的氧化温温度为112000。干氧氧化化10000的氧氧化层厚厚度需要要的时间间为：湿氧氧化化40000的氧氧化层厚厚度需要要的时间间为：所以，基基区总的的氧化时时间为：图8 氧化化时间与与氧化厚厚度的关关系图5.4.2 发射区区氧化时时间由前面得得出发射射区氧化化层厚度度是70000，可可以采用用干氧湿氧干氧的的工艺,将70000的的氧化层层的分配配成如下下的比例例进行氧氧化工艺艺： 干氧：湿氧：干氧=1：55：1即先干氧氧10000（00.1uum），再再湿氧550000（0.5umm），再再干氧110000（0.1umm）取干氧和和湿氧的的氧化温温度为1
33、12000，由图图7可得得出：干氧氧氧化10000的的氧化层层厚度需需要的时时间为：湿氧氧氧化50000的的氧化层层厚度需需要的时时间为：所以，发发射区总总的氧化化时间为为：六、物理理参数与与工艺参参数汇总总采用外延延硅片，其其衬底的的电阻率率为2.4的P型硅，选选取晶向。表4：设设计参数数总结列表表相关参数数集电区CC基区B发射区EE各区杂质质浓度少子迁移移率13000420290扩散系数数33.8810.9927.544电阻率2.41.4882.1少子寿命命扩散长度度结深/WW()/面积(22) 8880200 1150扩散温度度()和时间预扩散/800,7999950,37220再扩散/
34、12000,53228012000,208880氧化层厚厚度()/6000070000氧化时间间/先干氧氧氧化200.4分分钟，后后湿氧氧氧化166.2分分钟，再再干氧氧氧化200.4分分钟，共共氧化557分钟钟。先干氧氧氧化200.4分分钟，后后湿氧氧氧化244分钟，再再干氧氧氧化200.4分分钟，共共氧化664.88分钟表4 物理参参数与工工艺参数数汇总表表七、工艺艺流程图图PNP晶晶体管生生产总的的工艺流流程图：1.衬底底材料的的选择与与清洗 P-Si 选取PP型的抛光光硅片做做衬底材材料,电阻率率大约为为2.44cm，厚厚度为几几百微米米，晶向向为用NHH4OH:H2O2:H2O=11
35、:1:5的号号洗液、HCll:H22O2:H2O=11:1:6的号洗液液。先用用去离子子水清洗洗10mmin，再用以以1号液液清洗，煮煮沸后115miin放在在95 烘干干炉里烘烘干。图9：衬衬底材料料的选择择与清洗洗2.基区区氧化 SiOO2 对清洗后后的硅片片进行一一次氧化化，在温温度为112000时。采采用干氧氧湿湿氧干氧的的方法，干干氧200.4mmin，湿湿氧166.2mmin，干干氧200.4mmin，共共氧化557miin。大大概生长长60000埃的的氧化层层。用比色法法测量氧化化层厚度度。 P-Si在这里的的作用？ 图10: 基区氧氧化3.光刻刻基区SiO22 紫外光光 SSi
36、O22 P-Si将氧化后后得到的的样片进进行光刻刻，刻出出磷扩基基区， 涂光刻刻胶1-2umm，9550到4450转转/分钟钟， 用紫外外光曝光光，2000W曝曝光255s, 1000-1440摄氏氏度坚膜膜20-30分分钟, 用有机机溶剂或或者等离离子体去去胶， 面积为为 AAB=144x144=2000umm2 图11: 基区氧氧化4.基区区磷预扩扩散SiO22 PP掺杂 SiiO2 P-Si 杂质浓度度：cmm-3预扩散温温度：8800预扩散时时间：7799ss图112: 磷预扩散散5去氧氧化膜 硅片用号洗液液清洗110分钟钟，冲洗洗干净甩甩干，除除去氧化化膜。 P-Si 图13: 去氧
37、化化膜6基区区磷再扩扩散与发发射区氧氧化 P-Si SiO2 N再扩散温温度：112000再扩散时时间：114.88h结深：114um氧化一层层氧化膜膜作为掩掩蔽膜，干氧220.44minn，湿氧氧24mmin，干干氧200.4mmin，共共氧化557miin。大大概生长长70000 图图14:磷再扩散散与发射射区氧化化 埃的的氧化层层。用比色法法测量氧化化层厚度度。 7.光刻刻发射区区 紫外外光 N P-Si SiOO2 SiOO2将氧化后后得到的的样片进进行光刻刻，刻出出硼扩发发射区，涂光刻胶胶1-22um，9950到到4500转/分分钟，用紫外光光曝光，2200WW曝光225s,100-1400摄氏度度坚膜220-330分钟钟, 用有机溶溶剂或者者等离子子体去胶胶，图15: 光刻发发射区 面积为为 AAE=1500um2（约122.2xx12.2umm）8.磷预预扩散 N P-Si 硼预扩扩散SiO22 SiiO2 杂质浓度度：11018 预扩散温温度：9950预扩散时时间：337200s图16: 磷预预扩散9.去氧氧化膜 N P-Si 硅片用号洗液液清洗110分钟钟，冲洗洗干净甩甩干，除除去氧化化膜。图17: 去氧氧化膜10.磷磷再扩散散 P N P-Si