Формирование резистора

Используя соотношения (9) и (10), определим коэффициент формы резистивного слоя и сопротивление квадрата резистивного слоя.

(9)

где – длина резистора, – ширина резистора.

(10)

где – номинальное сопротивление резистора.

Произведём расчёт:

Загонка проводится ионной имплантацией. Для расчёта параметров процесса разгонки примеси в резисторе необходимо рассчитать удельную проводимость резистора (11), среднюю концентрацию примеси в сильнолегированном слое (12) и дозу вводимой примеси (13).

(11)

где – глубина залегания p-n-перехода.

(12)

где – средняя подвижность носителей заряда в слое резистора, – элементарный заряд.

(13)

Произведём расчёт:

Выберем значение энергии, равное 100 кэВ. Данному значению энергии соответствуют значения длины свободного пробега в 1238 и дисперсии пробега 457 .

Эффективную постоянную диффузии определим из трансцендентного уравнения (14), решение которого будем искать графическим методом (рисунок 1).

(14)

Рисунок 1 – Нахождение постоянной диффузии формирования резистивного слоя

По рисунку 1 можно сделать вывод, что эффективная постоянная диффузии см².

Формирование эмиттера

Глубина залегания перехода база-эмиттер может быть найдена из соотношения (7) при условии равенства концентраций базовой и эмиттерной примесей.

(7)

где – поверхностная концентрация эмиттерной примеси.

Тогда найдём выражение для определения постоянной диффузии и найдём ее значение:

По формуле (6) вычислим значение концентрации базы в точке перехода база-эмиттер

Исходя из выражения (4), произведём расчёт значения коэффициента диффузии бора для выбранной температуры загонки Θ₁=1100°C:

Произведём аналогичный расчёт для выбранной температуры разгонки Θ₂=1215°C:

,

Найдём время проведения процесса разгонки.

Время разгонки попадает в нужный диапазон.

Расчёт значения дозы:

Исходя из равенства доз, произведём расчёт для времени загонки. Для бора предельная концентрация будет равна .

Данное время входит в необходимый временной диапазон

Расчёт разгонок базы и резистора

Необходимо определить параметры разгонки в базовой области. Для этого используем соотношение (8), которое учитывает процессы загонки и разгонки бора в эмиттерной области и разгонку фосфора в области базы.

(8)

Проведём расчёт двух значений коэффициента диффузии фосфора при загонке и разгонке эмиттера для заполнения таблицы с параметрами процесса.

Произведём расчёт.

Проведём расчёт параметров процесса разгонки примеси в области базы, положив температуру Θ=1250°C:

Данное значение укладывается в диапазон возможных значений.

Определим постоянную диффузии разгонки примеси в резисторе, используя соотношение (15).

(15)

Учитывая все постоянные диффузии и положив температуру разгонки равной 1215 ºС, проведём расчёт параметров процесса:

Пусть начальная разгонка резистора, до введения бора, происходит при температуре 1100 ºС.

Тогда, рассчитаем необходимые параметры разгонки фосфора в базе, которая будет происходить одновременно с начальной разгонкой резистора.