Кривые Ирвина 1
Кривые Ирвина 2
Диффузия при высокой поверхностной концентрации примесей (для фосфора)
Учет перераспределения примеси в структуре в процессе окисления
Процесс окисления является высокотемпературным процессом, поэтому необходимо учитывать перераспределение примеси в структуре.
Диффузия примесей в окислительной атмосфере рассчитывается с учетом двух факторов:
1.изменение скорости (ускорение или замедление) процесса диффузии в присутствии окислительной атмосферы;
2.сегрегация примеси на границе раздела кремний – окисел.
25
|
|
|
|
|
Сегрегация примеси |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Равновесный коэффициент сегрегации – это отношение равновесных |
|||||||||||||
|
|
|
растворимостей примеси при данной температуре в кремнии и |
|||||||||||||
|
|
|
окисле |
|
|
|
|
|
m CSi |
CSiO2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Для бора m0 = 0.1 – 0.3 (бор поглощается окислом); для |
|
|
|
|||||||||||
|
|
донорных примесей m0 > 10 (донорная примесь выталкивается |
||||||||||||||
|
|
из окисла в кремний). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Во время роста окисла нарушается равновесное соотношение |
||||||||||||||
|
|
концентраций, определяемое выражением |
N Si m0 N SiO2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
N Si , N SiO2 |
|
- концентрация примеси вблизи границы раздела. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Появляется сегрегационный поток примеси JS |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
J |
S |
(N SiO2 N Si |
m ) bv |
ox |
N Si |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
S |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
константа скорости химической реакции сегрегации, b=0.44 – |
|||||||||||||||
|
|
коэффициент поглощения кремния окислом, vOX – скорость роста окисла |
||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
Эффективный коэффициент сегрегации в процессе роста окисла, считая, что |
||||||||||||||||
поток примеси в окисле пренебрежимо мал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
mЭФФ m0 (1 vOX / S )(1 m0bvOX / S ) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Профили распределения примесей при разгонке с окислением
Легирование при диффузии из оксида
Профиль распределения примеси в оксиде
NSiO2 (x,t) N0 (1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
erfc |
|
x |
|
) |
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DSiO2t |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 m |
|
|
|
1 |
m |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
k |
D |
k |
D |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||||||||
Профиль распределения примеси в кремнии
NSi (x,t) |
|
N0 |
|
erfc |
|
x |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
kD |
|
2 DSit |
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
m0 |
|
|
|
|
|
|