2019年06月24日
氧化膜厚度是在PDS®扩散过程需要监测的最重要的参数。它决定了器件质量，均匀性和固态源的使用寿命。固态源应用基本上是管理可用于扩散的氧化物（B2O3 或者 P2O5）的量。无论固态源的组成如何，氧化物是硅表面上的反应的最终掺杂剂源。氧化物的产生, 要么是氧化（P型）要么是分解（N型）。
在每个个扩散过程中产生的氧化物（即掺杂剂）的量是至关重要的。如果它们太少，则没有足够的掺杂剂来达到目标方阻。如果它们太多，则在此过程中会产生太多缺陷，并可能缩短固态源的寿命。
氧化物的量由在扩散过程中沉积在硅片表面上的氧化膜的厚度来表征。建议的厚度为300-1000Å，或30-100纳米，具体取决于不同的固态源产品。
氧化物厚度可以通过椭偏仪或测量薄膜测厚仪。估算薄膜厚度的另一种方法是观察硅片上薄膜的颜色。典型的颜色图表如下所示。大多数彩色图表是为SiO2薄膜开发的。SiO2，B2O3和P2O5的折射率存在差异。 但是，这并不会更改颜色和颜色的顺序。对于固态源这可能比精确测量更有用。对于300-1000Å的范围，图表中只有前几种颜色与固态源工艺实际相关。
由于氧化层是在深色硅片上，实际外观更像是这张照片。
使用彩色图表的一个优点是可以直接观察膜厚度的分布。以下是一些薄膜太厚且不均匀的例子。
影响氧化膜厚度及其分布的主要因素是工艺温度，时间，气体流速，设备条件和固态源存储。
最常见的问题是氧化膜太厚，特别是对于P型固态源。这可能导致硅晶格缺陷的增加和固态源翘曲。 在严重的情况下，过氧化太多会导致B2O3从固态源的表面向下流动。 过氧化和翘曲终止了固态源的寿命。
因为在P型固态源中，B2O3 的产生是通过氧化产生的。太厚的氧化膜意味着固态源被过度氧化。氧化只能在高温下存在氧源时才会发生。如果工艺配方是正确的，则过氧化只能由非预期的和/或不受控制的氧源引起。典型的是空气和水分。它们可能来自环境，扩散设备的泄漏，废气回流到扩散炉，固态源的储存条件不当等。
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