Добавил:

MalikovB Адепт твердотельной электроники, последователь учений Михайлова Н.И. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

Физико-химические основы технологии материалов электронной техники

Файл:

Презентации / ФХОТ Все Презентации

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.06.2024

Размер:

18.7 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2627 / 3927 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 > Следующая >>>

T = const	s	(	T	)	= const	c	s	= s(T ) p	m	c	= const
						c		= s(T ) p		c	= const
										s
										s
при легировании из парогазовой фазы реализуется модель
		постоянного источника
	c (x,t)
	cs
					0 t1 t2 t3
	0									x

	с(x, t) = сs erfc	x


		2 Dt
		2 Dt

Легирование из поверхностных источников.

1. Легирование из напыленного металлического слоя.

раствор-расплав Ме + п/п	Ме

п/п

Расплав металла растворяет в себе атомы полупроводника, создавая жидкий раствор-расплав состава сж.

В приповерхностном слое полупроводника в результате вхождения в его решетку атомов металла (донора или акцептора) возникает твердый раствор состава ст

K(T ) = ст /сж		T = const		cs cТ = K( T )cж = const

при легировании из напыленного металлического слоя

реализуется модель постоянного источника

Легирование из эпитаксиального слоя.

Примесь, присутствующая в эпитаксиальном слое, может управляемо или неконтролируемо диффундировать в смежный с ним кристалл.

		d Lдиф =				Dt
гомоэпитаксиальные структуры
c (x,t)
			с
			0
			полупроводник
	с	/2	0 t		t t	3
	с	/2		1	2	3
	0
источник
			0			x
с(x,t) =	с	0	erfc	x
		0
	2			2	Dt
	2			2	Dt

- модель полуограниченного источника.

гетероэпитаксиальные структуры

c(x,t)

t = const

c (x,t)

полупроводник

источник

(x,t)

с1

(x, t)

K − R erf

при − х 0

K + R

D1t

с 2

(x,t) =

с0

erfc

+ R

D2t

при 0 х

	Легирование из поверхностных окислов
В кремниевой технологии в качестве источников бора В (акцептор) и фосфора Р
(донор) часто используют боросиликатное стекло mB2O3 nSiO2 (БСС) и
фосфоросиликатное стекло mР2O5 nSiO2 (ФСС).
2В2О3 + 3Si → 3SiO2 + 4В									2Р2О5 + 5Si → 5 SiO2 + 4Р
d L		=	Dt			- модель полуограниченного источника.
диф						- модель полуограниченного источника.
						c(x,t)
								с	t = const
								0
			c		(x,t)		.
			1			c			полупроводник
						c			полупроводник
						s1
								c
							. s2
			источник
									c	(x,t)
									2
							0			x
с1 (x, t) =			с0			− R erf		x		при − х 0
с1 (x, t) =				K		− R erf				при − х 0
			K + R			2
			K + R			2		D1t

с 2 (x,t) =	с0	erfc	x
	с0		x	при 0	х

	K + R
			2 D2t

Легирование из рекристаллизованного и ионно-имплантированного слоев.

Рекристаллизованный слой образуется на поверхности п/п в результате расплавления напыленного металла или сплава, содержащего легирующую примесь с

последующей рекристаллизацией раствора-расплава ( загонка примеси).

Загонка может быть достигнута применением ионной имплантации (внедрением в кристаллическую решетку полупроводника высокоэнергетических ионов приме-

си, бомбардирующих его поверхность).

Толщина ионно-имплантированных слоев определяется средней длиной пробега ионов в твердом теле (десятки и сотни ангстрем в зависимости от энергии ионов), что на 1−2 порядка меньше толщины рекристаллизованных слоев (ед. мкм).

загонка	окисление поверхности Si	разгонка
примеси	(отражающая граница)	примеси

Модель отражающей границы может быть реализована только для тех примесей у которых DSiO2 << DSi

Заключительная стадия разгонки примеси реализуется в рамках модели поверхностного источника с отражающей границей

рекристаллизованный слой -

источник конечной толщины

ионно-имплантированный слой -

бесконечно тонкий источник.

c/cs

с0

x + d

x − d

с(x,t) =

erf

− erf

c (x, t) =

exp

−

2 Dt

4D t

5.9 Принципы диффузионного легирования полупроводников

Методы легирования

Легирование из		Легирование из
парогазовой фазы.		поверхностных источников.

Легирование из парогазовой фазы.

в запаянной	в вакуумной камере с	в открытой проточной
кварцевой	откачкой или с	системе с потоком газа-
ампуле	наполнением инертным	носителя (Н2, N2, Ar, Не).
	газом (Ar, Не)

легирующая примесь поставляется в газовую фазу за счет:

подачи соответствующего газа		испарения твердого или жидкого источника

pлегир. прим. = f (Pгаз или Tист)

T = const	s	(	T	)	= const	c	s	= s(T ) p	m	c	= const
						c		= s(T ) p		c	= const
										s
										s
при легировании из парогазовой фазы реализуется модель
		постоянного источника
	c (x,t)
	cs
					0 t1 t2 t3
	0									x

	с(x, t) = сs erfc	x


		2 Dt
		2 Dt

Легирование из поверхностных источников.

1. Легирование из напыленного металлического слоя.

раствор-расплав Ме + п/п	Ме

п/п

Расплав металла растворяет в себе атомы полупроводника, создавая жидкий раствор-расплав состава сж.

K(T ) = ст /сж		T = const		cs cТ = K( T )cж = const

при легировании из напыленного металлического слоя

реализуется модель постоянного источника

Легирование из эпитаксиального слоя.

		d Lдиф =				Dt
гомоэпитаксиальные структуры
c (x,t)
			с
			0
			полупроводник
	с	/2	0 t		t t	3
	с	/2		1	2	3
	0
источник
			0			x
с(x,t) =	с	0	erfc	x
		0
	2			2	Dt
	2			2	Dt

- модель полуограниченного источника.

гетероэпитаксиальные структуры

c(x,t)

t = const

c (x,t)

полупроводник

источник

c (x,t)

с1

(x, t)

K − R erf

при − х 0

K + R

D1t

с 2

(x,t) =

с0

erfc

+ R

D2t

при 0 х

<<< < Предыдущая 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2627 / 3927 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 > Следующая >>>