МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики" МГТУ МИРЭА
	РТС (наименование факультета)
	Конструирования и производства радиоэлектронных средств (наименование кафедры)

КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Физические основы микроэлектроники»
Тема курсовой работы «Диффузия примесных атомов в полупроводниках»
Студент группы _____ РПБ-1-10 ______	Колесник М.В.
Руководитель курсовой работы	Васильев Е.В.

Работа представлена к защите	«__»_______2013 г.	(подпись студента)
«Допущен к защите»	«__»_______2013 г.	(подпись руководителя)

Москва 2013

Оглавление

Задание 12-7 3

Введение 3

Теоретическая часть 5

Диффузия примесных атомов в полупроводниках 5

Экспериментальные методы определения глубины залегания диффузионного р/n-перехода 6

Расчетное задание 7

1. Определение глубины залегания диффузионного p/n перехода после загонки примеси в течении времени t_заг. 8

2. Определить полное количество диффузанта (Q) введенного в процессе загонки tзаг. 8

3.Определить глубину залегания диффузионного р/n-перехода после разгонки tразг. 9

4. Построить графики функции распределения концентрации примеси по глубине кристаллической подложки N(x) в интервале 0–6 мкм после разгонки для параметра времени t1,t2,t3. 9

Графическая часть 10

Заключение 11

Библиографический список 12

Задание 12-7

1. Описать теорию диффузии примеси из источника при постоянной концентрации примеси на поверхности кристалла и диффузии из источника с фиксированным количеством примеси в приповерхностном слое кристалла.

2. Определить глубину залегания диффузионного р/n-перехода после загонки примеси в течение времени tзаг.

3. Определить полное количество диффузанта (Q) введенного в процессе загонки tзаг.

4. Определить глубину залегания диффузионного р/n-перехода после разгонки tразг.

5. Построить графики функции распределения концентрации примеси по глубине кристаллической подложки N(x) в интервале 0 – 6 мкм после разгонки для параметра времени t1,t2,t3.

6. Описать экспериментальные методы определения глубины залегания диффузионного р/n-перехода.

Введение

Совершенствование технологии производства полупроводниковых материалов и приборов связано с контролем их электрофизических параметров. В данной курсовой работе по дисциплине «Физические основы нано- и микроэлектроники» предусматривается: расчет диффузионного электронно-дырочного перехода с помощью решения уравнений Фика применительно к стандартным технологическим условиям диффузии из газового источника с постоянной концентрацией на поверхности с последующей разгонкой до требуемой глубины залегания перехода. Ответы на теоретические вопросы задания рассмотрены в теоретической части курсовой работы.

Теоретическая часть Диффузия примесных атомов в полупроводниках

Процесс диффузии представляет собой обусловленное тепловым движением перемещение атомов в направлении убывания их концентрации. Таким образом, движущей силой диффузии является градиент концентрации атомов.

Диффузия примесей в полупроводник является базовым технологическим процессом и широко применяется при изготовлении диффузионных p/n-переходов.

С практической точки зрения важно знать глубину залегания p/n-перехода, которая, в частности, определяется временем диффузии.

При условии поддержания постоянной поверхностной концентрации имеем случай диффузии из "неограниченного источника" в "полуограниченное тело". Т.е. считаем, что толщина слоя диффузии много меньше толщины кристаллической подложки.

Диффузия из бесконечного источника обычно является первой стадией диффузии – загонкой. Загонка обычно проводится при высокой температуре, когда коэффициент диффузии и растворимость максимальны. Вторая стадия диффузии – разгонка проводится при более низкой температуре, при которой собственно и формируется окончательный диффузионный профиль. Разгонка проводится при окисленной поверхности полупроводника, что позволяет считать, что процесс диффузии идет в полуограниченном теле с отражающей границей из источника с ограниченным количеством примеси Q₀.

Способ двухступенчатой диффузии из источника с ограниченным количеством примеси осуществляют следующим образом: в тонком приповерхностном слое полупроводниковой пластины создают избыточную концентрацию примеси с помощью загонки из бесконечного источника, затем поверхность пластины покрывают материалом со значительно меньшим, чем у полупроводника, коэффициентом диффузии, например окислом, и подвергают нагреву, во время которого происходит диффузия примеси вглубь пластины (разгонка), а на поверхности пластины поток примеси практически равен нулю.