МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра физической электроники

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Физико – химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники»

Тема: Расчет газотранспортных и диффузионных процессов в технологии изделий электроники и наноэлектроники

Студент гр. 0207 _____________________ Маликов Б. И.

Преподаватель _____________________ Медведева Н. Ю.

Санкт-Петербург

2022

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

Кафедра ФЭТ

Задание на курсовую работу по дисциплине:

" Физико-химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники "

Вариант №4

студенту Маликов Б.И. группа 0207

Часть 1. Определение состава газовой фазы и окисляемости металлов при термообработке оксидного катода.

Исходные данные:

- Температурный интервал: Тк = (500 …. 1500 ) К

- Материалы: катод BaO (85%) + SrO (15 %); металл керна Fe  Fe₂O₃.

- Суммарное давление в системе – 210⁵ Па

1. Рассчитать и построить k_p1(T); k_p2(T); k_p3(T).

2. Рассчитать и построить температурные зависимости p_CO(T_к); p_CO2(T_к); p_CO(T_к) / p_CO2(T_к).

3. Рассчитать и построить зависимость G₃(T) для заданной пары металл – окисел. Сделать вывод о возможности окисления заданного металла

Часть 2 Диффузионное легирование полупроводников

Исходные данные

Рассчитать профиль распределения концентрации примеси в n-p-n-структуре, полученной последовательной диффузией алюминия и мышьяка в кремнии.

Исходное удельное сопротивление в полупроводнике n-типа: 0,15 Омсм.

Режимы диффузии : T_a = 1100С, t_a = 1 ч, T_д = 1000С, t_д = 3 ч.

T_a = 1000С, t_a = 3 ч, T_д = 1150С, t_д = 1 ч

Поверхностная плотность атомов алюминия N_a = 710 ¹⁶ см ^{– 2}, диффузия мышьяка ведётся из неограниченного источника примеси с поверхностной концентрацией, равной предельной растворимости.

Работа должна содержать выводы и технологические рекомендации

Дата выдачи задания

Дата сдачи работы

Преподаватель Медведева Н.Ю.

Аннотация

Данная курсовая работа состоит из двух частей. Первая часть курсовой работы рассчитана на определение состава газовой фазы и окисляемости металлов при термообработке оксидного катода. Во второй части работы исследуется диффузионное легирование полупроводников. Результатом данной работы является анализ возможности окисления Fe при заданных технологических параметрах, а также расчет профиля распределения концентрации примеси в n-p-n структуре, полученной последовательной диффузией Al и As в Si.

SUMMARY

This course work consists of two parts. The first part of the course work is designed to determine the composition of the gas phase and the oxidizability of metals during heat treatment of the oxide cathode. In the second part of the work, diffusion doping of semiconductors is investigated. The result of this work is the analysis of the possibility of Fe oxidation at given technological parameters, as well as the calculation of the impurity concentration distribution profile in the n-p-n structure obtained by successive diffusion of Al and As in Si.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………... 6

1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОКИСЛЯЕМОСТИ МЕТАЛЛОВ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ ОКСИДНОГО КАТОДА………………………... 16

1.1 Представление химических реакций, используемых в данной работе…. 16

1.2 Вычисления трех приближений для всех реакций в случае рассмотрения реакции разложения карбоната бария ………………………………………... 16

1.2.1 Первое приближение для BrO ……………………………………. 16

1.2.2 Второе приближение для BrO ……………………………………. 21

1.2.3 Третье приближение для BrO …………………………………….. 24

1.3 Вычисления трех приближений для всех реакций в случае рассмотрения реакции разложения карбоната стронция …………………………………….. 29

1.3.1 Первое приближение для SrO …………………………………….. 29

1.3.2 Второе приближение для BrO ……………………………………. 31

1.3.3 Третье приближение для BrO …………………………………….. 34

1.4 Оценка окисляемости металла ……………………………………………. 36

2. ДИФФУЗИОННОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ …………. 38

2.1 Расчет профиля распределения концентрации примеси в n-p-n структуре в случае первого режима диффузии …………………………………………….. 38

2.1.1 Расчет коэффициентов диффузии акцепторов и доноров ..……... 38

2.1.2 Расчет концентрации акцепторной примеси, донорной примеси и общей концентрации …………………………………………………...... 39

2.2 Расчет профиля распределения концентрации примеси в n-p-n структуре в случае второго режима диффузии ………………………... 42

2.2.1 Расчет коэффициентов диффузии акцепторов и доноров ………. 42

2.2.2 Расчет концентрации акцепторной примеси, донорной примеси и общей концентрации …………………………………………………….. 42

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………... 46

Список литературы …………………………………………………………….. 47

Приложения …………………………………………………………………….. 48