Министерство образования и науки Российской Федерации Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

ФАКУЛЬТЕТ	ИУ-КФ "Информатика и управление"
КАФЕДРА	ИУ1-КФ "Проектирование и технология производства электронных приборов"

Домашняя работа

«Разработка технологического процесса термической диффузии примеси для формирования p-n переходов с заданными характеристиками»

ДИСЦИПЛИНА:		" Физико-химические основы микро - и нанотехнологий "

Выполнил: студент гр. ИУК1-41Б	Прудников А.Ф.__________________
Проверил:	Андреев В.В. ____________________

Дата сдачи (защиты) домашнего задания:
Результаты сдачи (защиты): Количество рейтинговых баллов
Оценка

Калуга, 2021 г.

Содержание:

1. Теоретические сведения о процессе термической диффузии в полупроводниках………………………………………………………...………………3

2. Исходные данные и график зависимости коэффициента диффузии от температуры для ………………………………………………..………….9

   1. Диффузия из источника ограниченной мощности………………………….11

   2. Диффузия из источника неограниченной мощности……………………….12

   3. Двухстадийная диффузия………………………………………………………13

3. Двухстадийная диффузия для ……………………………….……15

   1. Процесс двухстадийной диффузии……………………………………………15

4. Исследование распределения концентрации примеси в полупроводнике………………………………………………………………………...16

   1. Для ограниченной мощности……………………………………………...…..16

   2. Для неограниченной мощности……………………………………………….17

5. Распределение концентрации примеси в полупроводнике от температуры при фиксированном времени…………………………………………………………18

   1. Для случая ограниченной мощности…………………………………………18

6. Маршрутная технология формирования p-n перехода…………………….19

   1. Режим операции загонки……………………………………………………….20

   2. Режим операции разгонки………………………………………………...……21

7. Контрольные вопросы………………………………………………………….21

8. Литература……………………………………………………………………….25

Порядок выполнения домашней работы.

1. Провести исследования распределения концентрации примеси в полупроводнике от времени при фиксированной температуре (построить график).

2. Провести исследования распределения концентрации примеси в полупроводнике от температуры при фиксированном времени (построить график).

3. Составить маршрутную технологию формирования p-n перехода.

Задание

Варианты заданий приведены в табл. 1.

1. Рассчитать характеристики распределения заданной примеси в кремнии при одностадийной диффузии из источника бесконечной мощности (примесь 1).

2. Определить параметры двухстадийной диффузии той же примеси в кремнии для получения p-n перехода на заданной глубине и требуемой ее поверхностной концентрации (примеси 1 и 2).

Таблица 1.

№ варианта	Примесь	Температура диффузии, оС	Время диффузии, с	Глубина p-n перехода, мкм	Поверхностная концентрация примеси, см-3
					1	2	в исход-ном кремнии
16	Sb	1000	3000	1,3	1019	1018	1015

Исходные данные и график зависимости коэффициента диффузии от температуры

Вывод: значение коэфициента диффузии при заданной температуре 1000°С равно см²с^-1.

Диффузия из источника ограниченной мощности

Вывод: глубина pn-перехода в данном случае составляет см.

Диффузия из источника неограниченной мощности

Вывод: глубина pn-перехода в данном случае составляет см.

Двухстадийная диффузия

Определим параметры двухстадийную диффуии, для получения pn-перехода на глубине 1.3 мкм:

Для поверхностнойконцентрации см

Процесс двухстадийной диффузии:

Вывод: Для получения p-n перехода на глубине 1.3 мкм, при двухстадийной диффузии, было использовано время загонки равное 900 секундам (15 минут) и время разгонки примеси 9300 секунд , общее время процесса составило 170 минут. Процесс происходил при постоянной температуре равной 1000 °С

Для поверхностнойконцентрации см

Процесс двухстадийной диффузии:

Вывод: Для получения p-n перехода на глубине 1.3 мкм, при двухстадийной диффузии, было использовано время загонки равное 900 секундам (15 минут) и время разгонки примеси 13450 секунд , общее время процесса составило 14250 секунд. Процесс происходил при постоянной температуре равной 1000 °С