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 26 2728 / 3928 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 > Следующая >>>

	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 +		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

Схемы создания диффузионных р-п переходов

Легирование полупроводника с однородной концентрацией доноров ND0 акцепторной примесью из постоянного источника

	ND, NA	t = tA
	NAs
		NA (x)
	ND0	ND (x)
	ND0	1
		1
	0	x
	ND − NA	ND −NA

0	xp−n	x

ND0 − NAs	p	n
ND0 − NAs

с(x, t) = с		erfc	x
	s
		2	Dt

cs NAs

Условие p-n перехода

NA (x p−n ,tA ) NAs erfc	x p−n	= ND0
	D t
2		A
	A

DА и tА — коэффициент диффузии и время введения акцепторной примеси

глубина залегания p−n-перехода

— длина диффузии

LA =

= 2 z

DAtA

p–n

акцепторной примеси

erfz

=1−

D 0

Легирование полупроводника с однородной концентрацией доноров ND0 акцепторной примесью из бесконечно тонкого источника с отражающей границей

ND, NA

NAs

ND0

ND −NA

ND0 −NAs

t = tA

NA (x)

1 ND (x)

ND −NA

xp−n x

p n

	Q			x	2
					2
c (x,t) =		exp	−
	Dt
	Dt			4D t

)

exp

−

p−n

= N

p−n

4D t

QA — количество акцепторов на единицу площади, введенных в полупроводник на этапе загонки примеси

2	DAtA	N	D0

x p−n = − 4DAtA ln		QA

с ростом времени tА величина xp−n сначала возрастает, а затем начинает

убывать, когда максимум функции Гаусса снижается до значений, близких к величине N D0.

0,117

xmaxp−n = 2DAtAmax 2 LmaxA

tAmax =

2,72 DA

N D0

Легирование полупроводника акцепторной примесью из постоянного источника с одновременным испарением исходной донорной примеси

ND, NA	t = tA
NAs
	NA (x)
ND0	ND (x)
ND0
	1
0	x
ND −NA

0	xp−n	x

−NAs	p	n
−NAs

с(x, t) = сs erfc

с(x, t) = с0 erf

N D0

cs NAs

2 Dt

N A ( x p−n ,tA ) N As erfc	x p−n		= N D0 erf		x p−n		N D ( x p−n ,tA )
	D	t		2	D	t
2			A				A
		A				D

где DА и DD — коэффициенты диффузии акцепторов и доноров, tА — время диффузионного введения акцепторов и одновременного испарения исходной донорной примеси.

xp–n = 2 z0 LA

erf z		=1−	N	D0	erf Rz
				D0
	0		N			0
	0					0
				As
				As

R =	D	/ D	L	/ L
	A	D	A	D

Комбинированное легирование полупроводника в виде последовательных циклов введения акцепторов и доноров из постоянного источника.

N			, N	A			t = t	A	+ t	D
	D			A	1			A		D
			NAs		1
			NAs				NA (x)
							NA (x)
			NDs				ND0 + ND (x)
							ND0 + ND (x)
			ND0							1
			ND0
							ND (x)
				0
N	D	− N		A	(N	D0	+ N ) − N			As
	D			A	(N		+ N ) − N
							Ds
					x
				0	p−n
				0					x
									x
										p−n

<<< < Предыдущая 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2728 / 3928 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 > Следующая >>>