Технология СБИС / sbis / diffuz / diff_mdf

Модели и механизмы диффузииМодели и механизмы диффузииИзучение диффузии ведется в направлении создания на основе экспериментальных данных точных моделей, которые давали бы возможность предсказать протекание процесса диффузии путем теоретического анализа. Конечная цель - возможность расчетным путем определять электрические характеристики п/п приборов на основе технологических параметров.

Диффузионные модели развивались с позиций двух основных приближений:

Теории сплошных сред с использованием уравнений диффузии Фика. Модель, исходя из диффузионного уравнения Фика и соответственно коэффициента диффузии, определяется экспериментально  путем измерения поверхностной концентрации.

Атомистическая теория, которая принимает во внимание взаимодействие между точечными дефектами (вакансии и междоузлия) с одной стороны и примесными атомами с другой.

Перераспределение легирующих примесей на ГРФ (границе раздела фаз):

Легирующая примесь, первоначально располагавшаяся в кремнии, будет перераспределятся на ГРФ до тех пор, пока ее химический потенциал не выровняется по обеим сторонам ГРФ, что может привести к резкому изменению концентрации примеси при переходе через ГРФ.

Равновесный коэффициент - отношение равновесной концентрации легирующей примеси в Si к равновесной в SiO2 на ГРФ. Он устанавливается экспериментальным путем и может отличатся от равновесного значения; зависит от:

химических потенциалов на ГРФ

кинетики перераспределения примеси на ГРФ

коэффициента диффузии

примеси в SiO2

К основным механизмам диффузии относят:

вакансионный

прямое перемещение по междоузлиям

эстафетный (непрямое перемещение по междоузлиям)

краудионный

диссоциативный

Бор, фосфор в кремнии диффундируют по вакансионному механизму, элементы 1 и 7 группы - по междоузельному.