Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1330 вузов, 5507 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
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:
81
Добавлен:
21.06.2024
Размер:
19 Мб
Скачать
☆

T = const

s

(

T

)

= const

c

s

= s(T ) p

m

c

= const

 

 

 

 

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

 

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

 

 

1

2

 

0

 

 

 

 

 

источник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

с(x,t) =

с

0

erfc

x

 

 

 

 

 

2

2

Dt

 

 

 

 

- модель полуограниченного источника.

 

 

 

гетероэпитаксиальные структуры

 

 

 

 

 

 

 

c(x,t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

t = const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

c (x,t)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

c

 

полупроводник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

s2

 

 

 

 

 

 

 

источник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

(x,t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

 

 

 

с

0

 

 

 

 

x

 

 

с1

(x, t)

=

 

 

K − R erf

 

 

 

 

при − х 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K + R

 

 

2

D1t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с 2

(x,t) =

с0

erfc

 

x

 

 

 

 

K

+ R

2

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c(x,t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

t = const

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

c

 

(x,t)

 

.

 

 

 

 

 

 

1

 

c

 

полупроводник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. s2

 

 

 

 

 

источник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

(x,t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

с1 (x, t) =

с0

 

− R erf

 

x

 

при − х 0

 

K

 

 

 

 

 

 

K + R

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D1t

 

с 2 (x,t) =

с0

erfc

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

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с0

 

x + d

 

x − d

 

 

 

 

 

Q

 

 

x2

с(x,t) =

 

erf

 

 

 

− erf

 

 

 

 

c (x, t) =

 

 

exp

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2 Dt

 

 

 

 

 

 

 

 

Dt

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

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

 

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

 

 

1

2

 

0

 

 

 

 

 

источник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

с(x,t) =

с

0

erfc

x

 

 

 

 

 

2

2

Dt

 

 

 

 

- модель полуограниченного источника.

 

 

 

гетероэпитаксиальные структуры

 

 

 

 

 

 

 

c(x,t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

t = const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

c (x,t)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

c

 

полупроводник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

s2

 

 

 

 

 

 

 

источник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c (x,t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

 

 

 

с

0

 

 

 

 

x

 

 

с1

(x, t)

=

 

 

K − R erf

 

 

 

 

при − х 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K + R

 

 

2

D1t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с 2

(x,t) =

с0

erfc

 

x

 

 

 

 

K

+ R

2

D2t

 

при 0 х

 

 

 

 

 

 

 

 
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности