Techniklexikon

Diffusionsverfahren

Verfahren des Einbringens und der gezielten Verteilung von Dotanten im Halbleiter auj der Grundlage der Diffusion. Wegen der guten Steuerbarkeit werden meist Zweischrittverfahren, bestehend aus Vorbele-gungs- und Tiefendiffusion, eingesetzt. Die D. werden in Quarzrohren bei Temperaturen um 1000°C durchgeführt. Bei der Vorbelegungsdiffusion wird eine bestimmte Dotan-tenmenge in den oberflächennahen Bereich des Wafers eingebracht, und es bildet sich ein Diffusionsprofil heraus. Als Dotanten-quelle dient eine durch CVD abgeschiedene dotierte Glasschicht, oder es strömt ein den Dotanten enthaltendes Gas über die Halbleiteroberfläche (Trägergasdiffusion). Die Vorbelegungsdiffusion wird zunehmend durch Ionenimplantation ersetzt, da sich so die Dotantenmenge besser steuern läßt. Die Tiefendiffusion ist ein Hochtemperaturschritt, der die Dotanten in die Halbleitertiefe verteilt und das Diffusionsprofil verändert. Ist dabei die Oberfläche nicht abgedeckt, kommt es zur Ausdiffusion. Diese läßt sich durch Oxydation der Oberfläche unterdrücken. Die Unterdiffusion begrenzt den Einsatz von D. zur Dotierung, wenn der Integrationsgrad erhöht wird. Bei der veralteten Ampullendiffusion befinden sich der Dotant und zu dotierende Scheiben in einem abgeschmolzenem Quarzrohr, der Ampulle.