3. Требования к отчёту
Отчёт по лабораторной работе от каждой бригады должен быть представлен в распечатанном виде и в электронном варианте в каталоге группы. Распечатанный вариант отчёта должен включать:
титульный лист и лист индивидуальных лабораторных заданий;
параметры диффузии основных легирующих примесей в кремнии;
основные соотношения одномерной модели диффузии в полуограниченное пространство из постоянного источника;
основные соотношения одномерной модели диффузии в полуограниченное пространство из однородно легированного слоя конечной толщины при наличии отражающей границы;
результаты исследования закономерностей диффузионной загонки акцепторной и донорной примесей в кремний, представленные в виде таблиц и графиков, снабжённых подписями;
результаты исследования закономерностей диффузионной разгонки акцепторной и донорной примесей в кремнии, представленные в виде таблиц и графиков, снабжённых подписями;
выводы по результатам исследования закономерностей диффузионного легирования кремния методом численного эксперимента
На диске, в каталоге группы, кроме текста отчёта следует сохранить файлы вычислений, выполненных в ходе лабораторной работы.
4. Контрольные вопросы
4.1. Назначение операции локальной диффузии в планарной технологии кремниевых ИМС и примерные режимы её проведения.
4.2. Источники электрически активных примесей при диффузионном легировании кремния.
4.3. Процессы на поверхности подложки при диффузионном легировании кремния в окислительной среде.
4.4. Температурная зависимость коэффициента диффузии электрически активных примесей в кремнии.
4.5. Методы проведения процесса локального диффузионного легирования в микроэлектронике. Основные теоретические соотношения простейших одномерных моделей стадий загонки и разгонки примесей в технологии кремниевых интегральных микросхем.
4.6. Концентрационные профили легирующих примесей после диффузионной загонки из постоянного источника. Анализ результатов, полученных в ходе численного эксперимента.
4.7. Концентрационные профили легирующих примесей после диффузионной разгонки при наличии отражающей границы. Анализ результатов, полученных в ходе численного эксперимента.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Константы скорости окисления кремния в сухом кислороде /1, с 183/
Температура окисления, оС |
А, мкм |
Параб. конст. В, мкм 2/ч |
Лин. конст. В/А, мкм/ч |
, ч |
1200 |
0.040 |
0.045 |
1.12 |
0.027 |
1110 |
0.090 |
0.027 |
0.30 |
0.076 |
1000 |
0.165 |
0.0117 |
0.071 |
0.37 |
920 |
0.235 |
0.0049 |
0.0208 |
1.4 |
800 |
0.370 |
0.0011 |
0.0030 |
9.0 |
700 |
|
|
0.00026 |
81.4 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Константы скорости окисления кремния во влажном кислороде (парциальное давление паров воды 85·103 Па) /1, с 191/
Температура окисления, 0С |
Ориента- ция пластины |
А, мкм |
Параб конст В, мкм2/ч |
Лин конст В/А, мкм/ч |
900 |
(100) |
0,95 |
0,143 |
0,150 |
(111) |
0,60 |
0,151 |
0,252 |
|
950 |
(100) |
0,74 |
0,231 |
0,311 |
(111) |
0,44 |
0,231 |
0,524 |
|
1000 |
(100) |
0,48 |
0,314 |
0,664 |
(111) |
0,27 |
0,314 |
1,163 |
|
1050 |
(100) |
0,295 |
0,413 |
1,400 |
(111) |
0,18 |
0,415 |
2,307 |
|
1100 |
(100) |
0,175 |
0,521 |
2,977 |
(111) |
0,105 |
0,517 |
4,926 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Зависимость параметров модели Дила-Гроува от температуры и давления пирогенного пара /2, с 96/:
а - зависимость линейной константы скорости окисления В/А от температуры для кремния, ориентированного по плоскости (100) и (111), в случае окисления в атмосфере пирогенного пара при 1, 5 и 20 атм;
б - зависимость параболической константы скорости окисления В от температуры для кремния, ориентированного по плоскости (100) и (111), в случае окисления в атмосфере пирогенного пара при 1, 5, 10, 15 и 20 атм.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Зависимость толщины слоя диоксида
кремния от времени и температуры
окисления во влажном кислороде для
пластин различной ориентации. Парциальное
давление паров воды
Па
/1,c 190/.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Зависимость толщины слоя диоксида кремния от времени и температуры окисления во влажном кислороде для пластин кремния с различной концентрацией бора. Парциальное дав-
ление паров воды Па /1,c 194/.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Зависимость толщины слоя диоксида кремния от времени и температуры окисления во влажном кислороде для пластин кремния с различной концентрацией фосфора. Парциальное давление паров воды Па /1,c 194/.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Значения параметра D0 и энергии активации Е для коэффициентов диффузии основных легирующих примесей в кремнии /1, с259/
|
Бор
|
Фосфор |
Мышьяк |
Сурьма |
D0, см2/с |
0.76
|
3.85 |
22.9 |
0.214 |
Е, эВ
|
3.46 |
3.66 |
4.1 |
3.65 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
Температурная зависимость пределов растворимости легирующих примесей в кремнии
ПРИЛОЖЕНИЕ 9
Значения функции
|
erf() |
|
erf() |
|
erf() |
0 |
0 |
0.8 |
0.74210 |
1.6 |
0.97635 |
0.1 |
0.11246 |
0.9 |
0.79691 |
1.7 |
0.98379 |
0.2 |
0.22270 |
1.0 |
0.84270 |
1.8 |
0.98909 |
0.3 |
0.32863 |
1.1 |
0.88020 |
1.9 |
0.99279 |
0.4 |
0.42839 |
1.2 |
0.91031 |
2.0 |
0.99532 |
0.5 |
0.52050 |
1.3 |
0.93401 |
2.1 |
0.99702 |
0.6 |
0.60386 |
1.4 |
0.95228 |
2.2 |
0.99814 |
0.7 |
0.67780 |
1.5 |
0.96610 |
2.3 |
0.99886 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 10
Температурная зависимость коэффициентов диффузии основных легирующих примесей в кремнии /2, c 115/.
ПРИЛОЖЕНИЕ 11
Аппроксимирующая формула для расчёта функции :
,
где
,
параметры аi и р
имеют значения:
а1 = 0.3480242;
а2 = -0.0958798;
а3 = 0.7478556;
р = 0.47047.
Максимальная относительная погрешность приближения
10 –5.