在npn窄基区晶体管制造中,如果基区和发射区分别扩硼和扩磷,则发现在发射区正下方的基区(内基区)要比不在发射区正下方的基区(夕卜基区)深,N04L63W2AB27I即在发射区正下方硼的扩散有了明显的增强,这个现象称为发射区推进效应(其示意图如图512所示),也称为发射区下陷效应。

   发射区正下方硼扩散的增强是由磷与空位相互作用形成的PV对发生分解所带来的复合效应。硼附近PV对的分解会增加空位的浓度,因而加快了硼的扩散速率。另外,实验结果显示,在磷的扩散区的正下方,由于PV对的分解,存在着过饱和的间隙硅原子,这些过剩的间隙硅原子与硼相互作用也增强了硼的扩散。这种效应对采用浅pn结的超大规模集成电路制造工艺有重要影响。

   关于发射区推进效应产生的原因,有的认为是由于发射区高浓度扩散磷时,使该区域的硅晶格产生失配位错,于是基区杂质硼沿位错线扩散较快(扩散系数约增大100倍),使发射区正下方的集电结发生下陷。也有实验表明,发射极推进效应不一定与是否存在位错有关。发射区磷扩散时,不产生位错也有可能出现这种效应。其基本原理是:半导体中的空位有一部分可接受电子(即电离)而起受主作用,其浓度EV彐将服从费米统计分布,E叫为半导体中总的空位浓度;虽为空位能级;EF为费米能级;乃为玻耳兹曼常数;T为热力学温度。

    总的空位浓度为已电离空位浓度EV^彐和未电离空位浓度E'彐之和,可见,当施主杂质浓度提高使费米能级上升时,则电离空位浓度增加,从而使总的空位浓度增加。由于高浓度扩散磷时会产生大量空位,从而可使发射区正下方的硼得以加速扩散,产生发射极推进效应。