- •Методы модифицирования поверхности твердого тела. Диффузия.
- •Диффузия
- •Механизм диффузии в реальных кристаллах
- •Источники примесей для проведения диффузии
- •Реакции при внедрении примесей
- •Законы диффузии
- •Распределение примесей при диффузии. Диффузия из источника бесконечной мощности
- •Предельная растворимость легирующих примесей в кремнии
- •Диффузия из источника ограниченной мощности
- •Технологический процесс изготовления биполярного транзистора
- •Структура транзистора ИМС
- •Профиль распределения примеси при диффузии
- •Определение положения p-n-перехода
- •Преимущества двухстадийной диффузии
- •Техника проведения процессов диффузии.
- •Диффузионная установка "СДОМ-3/100М"
- •Многофункциональная диффузионная печь
- •Сопротивление диффузионных слоев
- •Кривые Ирвина 1
- •Кривые Ирвина 2
- •Диффузия при высокой поверхностной концентрации примесей (для фосфора)
- •Учет перераспределения примеси в структуре в процессе окисления
- •Сегрегация примеси
- •Профили распределения примесей при разгонке с окислением
- •Легирование при диффузии из оксида
Структура транзистора ИМС
Профиль распределения примеси при диффузии
Диффузия из |
Диффузия из |
неограниченного |
ограниченного |
источника |
источника |
Определение положения p-n-перехода
Преимущества двухстадийной диффузии
разделение процесса на две стадии делает его более управляемым, что повышает воспроизводимость и упрощает его контроль;
облегчается маскирование, так как первая стадия кратковременная и относительно низкотемпературная, а на второй стадии давление паров диффузанта существенно ниже. Диффузант на поверхности полупроводника отсутствует. Все это повышает стойкость и защитные свойства окисла.
Техника проведения процессов диффузии.
Загонка примеси: Т = 900 - 1100 0С, t = 5 - 30 мин. Разгонка примеси: Т = 1000 - 1250 0С, t = 20 мин - 3 часа. боковая диффузия (подлегирование под маску) уj = 0,8 xj
Диффузионная установка "СДОМ-3/100М"
Многофункциональная диффузионная печь
Сопротивление диффузионных слоев
|
|
RS |
|
R |
- сопротивление слоя, Ом/ |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
k |
|||||||||||||
|
|
k |
l |
- коэффициент формы |
|||||||||||
|
|
b |
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||
|
|
qNср ср |
|
|
- средняя удельная проводимость |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
RS x j |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
По кривым Ирвина: Ns2 → σср →Rs |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
x j |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
N x dx |
|
|
Q |
|
- средняя концентрация |
|||||
|
Nср |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
примеси в слое |
|||||
|
|
|
|
x j |
|
|
|
x j |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Расчет сопротивления слоя (μ = f(x))
x j
Rs 1/ x j 1/ e N(x) (x) dx
0
где N(x) = |ND – NA|
P( x) 47,7 |
|
|
447 |
|
|
|||
|
|
N |
|
(x) |
0,76 |
|||
1 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
16 |
|||||
|
|
|
6,3 |
10 |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
где NΣ (х) = |ND + NA|
n( x) 65 |
|
|
1265 |
|
|
|
|
N (x) 0,72 |
|||
1 |
|||||
|
|
|
|||
16 |
|||||
|
|
|
8 10 |
|
|
