Исследование распределения концентрации примеси в полупроводнике
Распределение концентрации примеси в полупроводнике от времени при фиксированной температуре.
Для случая ограниченной мощности:
Кривая z1(t) показывает положение p-n перехода при фиксированной температуре в 1115 °C, z2(t)при 1125 °C, и z3(t)при 1135 °C. Из данного рисунка видно, что чем больше температура, тем больше глубина залегания p-n перехода.
Для случая неограниченной мощности:
Кривая z1(t) показывает положение p-n перехода при фиксированной температуре в 1115 °C, z2(t)при 1125 °C, и z3(t)при 1135 °C. Из данного рисунка видно, что чем больше температура, тем больше глубина залегания p-n перехода.
Распределение концентрации примеси в полупроводнике от температуры при фиксированном времени.
Для случая ограниченной мощности:
Кривая z1(T)показывает положение p-n переходапри фиксированной времени в 1750 c, z2(T)при 3500 c, и z3(T)при 5250 c. Из данного рисунка видно, что чем больше время, тем больше глубина залегания p-n перехода.
Маршрутная технология формирования p-n перехода
А\Б |
№ операции |
Наименование и содержаниа |
А |
005 |
Подготовительная №1 |
Б |
|
стол рабочего |
О |
|
1. Извлечь пластину из упаковочной тары 2. Установить пластину на станке. 3. Осуществить химико-механическую обработку пластины 4. Упаковать пластины в транспортировочную тару, и передать далее по технологическому маршруту |
Т |
|
1.Тара специальная 2.Установка |
А |
010 |
Загонка примеси |
Б |
|
Высокотемпературная печь |
О |
|
1. Извлечь пластину из транспортировочной тары 2. Установить пластины в лодочки, для загрузки в печь. 3. Осуществить загрузку в печь и обеспечить температурный режим в соответствии с нормами и режимами, записанными в сопроводительной документации. Температура загонки примеси 1000 °C. 4.Обеспечить рабочий режим в печи Диффузант – сурьма Sb. Время проведения термической диффузии 237 минут. 5. Извлечь лодочки из печи (выгрузку пластин осуществлять строго в режимах, записанных в сопроводительной документации, извлечение пластин из лодочек осуществлять не ранее чем через 25 минут, после извлечения лодочек из печи. Для извлечения пользоваться исключительно пинцетом). 6.Осуществить межоперационную продувку печи 7. Упаковать пластины в транспортировочную тару, и передать далее по технологическому маршруту. |
Т |
|
1. Тара специальная 2. Пинцет 3СSA |
А |
015 |
Разгонка примеси |
Б |
|
Высокотемпературная печь |
О |
|
1. Извлечь пластины из транспортировочной тары 2. Установить пластины в лодочки, для загрузки в печь. 3. Осуществить загрузку и обеспечить температурный режим в соответствии с нормами и режимами, записанными в сопроводительной документации. Температура разгонки примеси 1000 градусов Цельсия. 4. Обеспечить рабочий режим в печиВремя операции – 60 мин. 5. Извлечь лодочку с пластинами из печи (выгрузку пластин осуществлять строго в режимах, записанных в сопроводительной документации, извлечение пластин из лодочек осуществлять не ранее чем через 25 минут, после извлечения лодочек из печи. Для извлечения пользоваться исключительно пинцетом). 6. Упаковать пластины в транспортировочную тару, и передать далее по технологическому маршруту |
Т |
|
1. Тара специальная 2. Пинцет 3СSA |
А |
025 |
Контроль толщины диффузионного слоя |
Б |
|
Установка «Изотрон 2М |
О |
|
1. Загрузить пластины в установку. 2. Завести необходимую программу и нажать кнопку «ПУСК». 3. Дождаться окончания программы. 4. Бракованные пластины – в тару для брака, годные – на следующую операцию контроля |
Т |
|
1. Тара специальная 2. Пинцет 3СSA |
А |
030 |
Упаковка |
Б |
|
Стол рабочий |
О |
|
1.Извлечь пластины из тары 2.Упаковать пластины 3.Маркировать 4.Уложить |
Т |
|
1. Тара специальная 2. Пинцет 3СSA |
Режимы проведения операции загонки и разгонки приведены в таблице 2 и таблице 3 соответственно.
Таблица 2.
Режимы операции загонки примеси (Операция проводится при T=1000 °С)
№ |
Время, мин. |
Наименование операции |
Расход газов, л/час |
|
|
|
|||
1 |
|
Загрузка |
|
0 |
2 |
|
Рабочий режим |
|
|
3 |
|
Рабочий режим |
|
|
4 |
|
Сигнализация |
|
|
5 |
|
Рабочий режим |
|
0 |
6 |
|
Выгрузка |
0 |
|
7 |
|
Продувка межоперационня |
|
0 |
Таблица 2.
Режимы операции загонки примеси (Операция проводится при T=1000 °С)
№ |
Время, мин. |
Наименование операции |
Расход газов, л/час |
|
|
|
|||
1 |
|
Загрузка |
|
0 |
2 |
|
Рабочий режим |
|
|
3 |
|
Рабочий режим |
|
|
4 |
|
Сигнализация |
|
|
5 |
|
Рабочий режим |
|
0 |
6 |
|
Выгрузка |
0 |
|
7 |
|
Продувка межоперационня |
|
0 |
Вывод: рассчитали характеристики распределения заданной примеси в кремнии (глубина p-n перехода 1,5 мкм) при одностадийной диффузии из источника бесконечной мощности при условиях: температура Т = (273+1200) К, время t = 3850 с. Определили параметры двухстадийной диффузии той же примеси в кремнии для получения p-n перехода на заданной глубине и требуемой ее поверхностной концентрации (глубина p-n перехода 1,5 мкм, поверхностная концентрация примеси 1019 см-3) при условиях: температура Т = (273+1169) К, время t1 = 27000 с, t2 = 27,45 с. Провели исследования распределения концентрации примеси в полупроводнике от времени при фиксированной температуре (построили график). Провели исследования распределения концентрации примеси в полупроводнике от температуры при фиксированном времени (построили график). Составили маршрутную технологию формирования p-n перехода.