2. Диффузионное легирование полупроводника

1. Построение зависимости коэффициента диффузии от температуры

Коэффициент диффузии D выражается в соответствии с законом Аррениуса:

,

где k – постоянная Больцмана; D₀, Ea – постоянные значения коэффициента диффузии при стандартной температуре и энергия активации.

Ea=3.088*10^-19 Cs=10²³ D₀=0.33

Рис. 22 Зависимость коэффициента диффузии от температуры

1. Определение профиля легирующей примеси для каждого этапа диффузии и глубины p-n-перехода

1. Загонка. Легирование из постоянного источника

Стадии загонки примеси соответствует модель неограниченного поверхностного источника, и на данной стадии справедливы следующие начальные и граничные условия:

Решение уравнения имеет следующий вид:

,

где С_s – поверхностная концентрация примесных атомов, обеспечиваемая внешней средой с неограниченным количеством примеси.

Общее количество примеси, введенной через единицу поверхности полупроводника за время t₁, находится интегрированием потока:

Разгонка. Легирование из бесконечно тонкого источника с отражающей границей

Начальные и граничные условия имеют следующий вид:

Решение уравнения для данной задачи выражается функцией нормального распределения Гаусса:

(3.9)

Величину Q называют также дозой легирования.

1) Q(60)=2.369*10¹⁹

Из графиков видно, что глубина p-n-перехода:

2) Q(180)=4.103*10¹⁹

Из графиков видно, что глубина p-n-перехода:

3) Q(600)=7,491*10¹⁹

Из графиков видно, что глубина p-n-перехода:

Список литературы

1. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники.  СПб.: Издательство «Лань», 2001. – 272 с.

2. Китель Ч. Введение в физику твердого тела. /Пер. с англ.  М.: «Мир», 1980. – 420 с.

3. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Теория процессов полу-проводниковой технологии. Электронные и микроэлектронные материалы и компоненты твердотельной электроники.  М.: МИСИС, 1995.  493 с

4. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.  M.: «Высш. шк.», 1986. – 368 с.

5. Свойства неорганических соединений. Справочник / Ефимов А.И. и др.  Л.: «Химия», 1983  392 с.

6. Технология и аппаратура газовой эпитаксии кремния и германия / Скворцов И.М., Лапидус И.И., Орион Б.В. М.: Энергия, 1978.  136 с.

7. Угай Я.А. Введение в химию полупроводников.  M.: «Высш. шк.», 1975. – 302 с.

3