- •В.Н. Горбунова
- •Дубна, 2010
- •Введение
- •Содержание и оформление курсового проекта Задание на курсовой проект
- •Варианты заданий
- •Содержание расчетно-пояснительной записки.
- •Теоретические основы выполнения курсового проекта.
- •Диффузионное легирование
- •Законы диффузии
- •Диффузия из постоянного и ограниченного источников.
- •Методы расчетов диффузионных структур
- •Формирование структур методом ионной имплантации
- •Понятие о технологии ионного легирования
- •. Длина пробега ионов
- •Факторы, влияющие на процесс ионного легирования
- •Рабочая камера установки ионной имплантации.
- •Пример выполнения курсового проекта Введение
- •Исходные данные
- •Профиль распределения концентрации примесей в отдельных областях структуры
- •Глубины залегания коллекторного и эмиттерного переходов
- •График зависимости предельной растворимости примесей в кремнии.
- •Максимальная растворимость некоторых примесей в кремнии.
- •Расчет технологических параметров для метода диффузии
- •Часть вторая Метод ионной имплантации
- •Расчет профилей распределения концентрации внедренных примесей в структурах с двойной имплантацией
- •Расчет технологических параметров для метода ионной имплантации
- •Заключение
- •Список используемой литературы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Задачи к защите курсового проекта
- •Список литературы
- •В.Н.Горбунова Физико-химические основы технологии рэсрэс
- •117105, Москва, варшавское шоссе, 8
Расчет профилей распределения концентрации внедренных примесей в структурах с двойной имплантацией
Для создания транзистора типа n-р-n в эпитаксиальный слой с электропроводностью n-типа производят последовательную имплантацию ионов акцепторной примеси с энергией Eа и дозой Nа для формирования базовой области и ионов донорной примеси с энергией Ед , и дозой Nд, для формирования эмиттера, причем Rpa>Rpд, а Сmax a < Cmax д . Суммарное распределение примеси описывается выражением
Глубину залегания коллекторного перехода определяем из условия
Откуда , где
Глубину залегания эммитерного перехода определяем из условия
Откуда , где , ,
Или
Расчет технологических параметров для метода ионной имплантации
Воспользовавшись формулами, приведенными выше, рассчитаем глубины залегания коллекторного и эмиттерного переходов.
Недостающие значения возьмем из таблицы:
Проективный пробег и дисперсия проективного пробега некоторых элементов в кремнии, нм |
|||||||||||||||||||||
Элемент |
E, кэВ |
||||||||||||||||||||
|
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
|||||||||||
B |
Rp |
78,4 |
161 |
243,8 |
323,8 |
397,7 |
468,8 |
537,4 |
603 |
665,4 |
725,3 |
||||||||||
|
Rp |
32,1 |
53,8 |
70,8 |
83,9 |
93,9 |
102,5 |
109,8 |
116 |
121,3 |
125,9 |
||||||||||
P |
Rp |
26 |
49 |
73,2 |
98 |
123,3 |
149,1 |
175,2 |
201,4 |
227,7 |
253,8 |
||||||||||
|
Rp |
9,4 |
16,4 |
23,1 |
29,5 |
35,4 |
41,1 |
46,6 |
51,8 |
56,6 |
61 |
||||||||||
As |
Rp |
15,9 |
27,1 |
37,7 |
48,1 |
58,4 |
68,6 |
78,9 |
89,1 |
99,5 |
110,1 |
||||||||||
|
Rp |
3,7 |
6,2 |
8,4 |
10,5 |
12,5 |
14,5 |
16,3 |
18,2 |
20 |
21,9 |
||||||||||
Sb |
Rp |
14 |
22,9 |
30,8 |
38,4 |
45,7 |
52,8 |
59,9 |
66,9 |
73,9 |
80,9 |
||||||||||
|
Rp |
2,4 |
3,8 |
5,1 |
6,3 |
7,4 |
8,4 |
9,5 |
10,5 |
11,5 |
12,5 |
И получим, что
Таблица 4-Распределение примесей в транзисторной структуре
Глубина залегания примеси, см |
Распределение примеси в эмиттере, см -3 |
Распределение примеси в базе, см -3 |
Суммарное распределение, см -3 |
0 |
8,42074E+15 |
2,28356E+13 |
9,16021E+16 |
0,0000008 |
5,6866E+16 |
3,25334E+13 |
4,31665E+16 |
0,0000016 |
3,27241E+17 |
4,61042E+13 |
2,27195E+17 |
0,0000024 |
1,60471E+18 |
6,49901E+13 |
1,50464E+18 |
0,0000032 |
6,70559E+18 |
9,11272E+13 |
6,6055E+18 |
0,000004 |
2,38776E+19 |
1,27099E+14 |
2,37775E+19 |
0,0000048 |
7,24533E+19 |
1,76333E+14 |
7,23531E+19 |
0,0000056 |
1,87343E+20 |
2,43342E+14 |
1,87243E+20 |
0,0000064 |
4,12791E+20 |
3,34039E+14 |
4,12691E+20 |
0,0000072 |
7,75061E+20 |
4,56111E+14 |
7,74961E+20 |
0,000008 |
1,24009E+21 |
6,19496E+14 |
1,23999E+21 |
0,0000088 |
1,69077E+21 |
8,36952E+14 |
1,69067E+21 |
0,0000096 |
1,9644E+21 |
1,12475E+15 |
1,9643E+21 |
0,0000104 |
1,94485E+21 |
1,50352E+15 |
1,94475E+21 |
0,0000112 |
1,6408E+21 |
1,9992E+15 |
1,6407E+21 |
0,000012 |
1,17961E+21 |
2,64421E+15 |
1,17951E+21 |
0,0000128 |
7,22662E+20 |
3,47882E+15 |
7,22559E+20 |
0,0000136 |
3,77263E+20 |
4,55262E+15 |
3,77158E+20 |
0,0000144 |
1,67828E+20 |
5,92632E+15 |
1,67722E+20 |
0,0000152 |
6,36209E+19 |
7,67369E+15 |
6,35132E+19 |
0,000016 |
2,05517E+19 |
9,88365E+15 |
2,04418E+19 |
0,0000168 |
5,65727E+18 |
1,26627E+16 |
5,54461E+18 |
0,0000176 |
1,32703E+18 |
1,61372E+16 |
1,21089E+18 |
0,0000184 |
2,65257E+17 |
2,04562E+16 |
1,448E+17 |
0,0000192 |
4,51819E+16 |
2,57938E+16 |
8,06119E+16 |
0,00002 |
6,55808E+15 |
3,23521E+16 |
6,76479E+16 |
0,0000208 |
8,1115E+14 |
4,03629E+16 |
5,96371E+16 |
0,0000216 |
8,54946E+13 |
5,00908E+16 |
4,99092E+16 |
0,0000224 |
7,67872E+12 |
6,1834E+16 |
3,8166E+16 |
0,0000232 |
5,87695E+11 |
7,59261E+16 |
2,40739E+16 |
0,000024 |
38329046199 |
9,27363E+16 |
7,26369E+15 |
0,0000248 |
2130183221 |
1,12669E+17 |
1,26686E+16 |
0,0000256 |
100883186,1 |
1,3616E+17 |
3,61603E+16 |
0,0000264 |
4071303,727 |
1,63679E+17 |
6,36789E+16 |
0,0000272 |
140010,6587 |
1,95717E+17 |
9,57174E+16 |
0,000028 |
4103,000573 |
2,32788E+17 |
1,32788E+17 |
0,0000288 |
102,4601387 |
2,75414E+17 |
1,75414E+17 |
0,0000296 |
2,180324747 |
3,24121E+17 |
2,24121E+17 |
0,0000304 |
0,03953669 |
3,79421E+17 |
2,79421E+17 |
0,0000312 |
0,000610931 |
4,41805E+17 |
3,41805E+17 |
0,000032 |
8,04447E-06 |
5,11723E+17 |
4,11723E+17 |
0,0000328 |
9,02641E-08 |
5,89567E+17 |
4,89567E+17 |
0,0000336 |
8,63069E-10 |
6,75657E+17 |
5,75657E+17 |
0,0000344 |
7,03217E-12 |
7,70218E+17 |
6,70218E+17 |
0,0000352 |
4,88254E-14 |
8,73365E+17 |
7,73365E+17 |
0,000036 |
2,88878E-16 |
9,85082E+17 |
8,85082E+17 |
0,0000368 |
1,45646E-18 |
1,10521E+18 |
1,00521E+18 |
0,0000376 |
6,25738E-21 |
1,23341E+18 |
1,13341E+18 |
0,0000384 |
2,29087E-23 |
1,36921E+18 |
1,26921E+18 |
0,0000392 |
7,14695E-26 |
1,5119E+18 |
1,4119E+18 |
0,00004 |
1,9E-28 |
1,66063E+18 |
1,56063E+18 |
0,0000408 |
4,30429E-31 |
1,81433E+18 |
1,71433E+18 |
0,0000416 |
8,30923E-34 |
1,97176E+18 |
1,87176E+18 |
0,0000424 |
1,36689E-36 |
2,13151E+18 |
2,03151E+18 |
0,0000432 |
1,9161E-39 |
2,292E+18 |
2,192E+18 |
0,000044 |
2,28885E-42 |
2,45153E+18 |
2,35153E+18 |
0,0000448 |
2,32985E-45 |
2,60828E+18 |
2,50828E+18 |
0,0000456 |
2,02093E-48 |
2,76035E+18 |
2,66035E+18 |
0,0000464 |
1,49379E-51 |
2,90583E+18 |
2,80583E+18 |
0,0000472 |
9,40888E-55 |
3,04277E+18 |
2,94277E+18 |
0,000048 |
5,05011E-58 |
3,16931E+18 |
3,06931E+18 |
0,0000488 |
2,30981E-61 |
3,28362E+18 |
3,18362E+18 |
0,0000496 |
9,00252E-65 |
3,38405E+18 |
3,28405E+18 |
0,0000504 |
2,98996E-68 |
3,46908E+18 |
3,36908E+18 |
0,0000512 |
8,46213E-72 |
3,53743E+18 |
3,43743E+18 |
0,000052 |
2,04083E-75 |
3,58802E+18 |
3,48802E+18 |
0,0000528 |
4,19417E-79 |
3,62006E+18 |
3,52006E+18 |
0,0000536 |
7,34512E-83 |
3,63306E+18 |
3,53306E+18 |
0,0000544 |
1,09614E-86 |
3,6268E+18 |
3,5268E+18 |
0,0000552 |
1,39394E-90 |
3,60138E+18 |
3,50138E+18 |
0,000056 |
1,51055E-94 |
3,5572E+18 |
3,4572E+18 |
0,0000568 |
1,39489E-98 |
3,49496E+18 |
3,39496E+18 |
5,76E-05 |
1,0976E-102 |
3,41563E+18 |
3,31563E+18 |
5,84E-05 |
7,3601E-107 |
3,32043E+18 |
3,22043E+18 |
5,92E-05 |
4,2056E-111 |
3,2108E+18 |
3,1108E+18 |
6E-05 |
2,0478E-115 |
3,08834E+18 |
2,98834E+18 |
6,08E-05 |
8,4968E-120 |
2,95483E+18 |
2,85483E+18 |
0,0000616 |
3,0042E-124 |
2,81212E+18 |
2,71212E+18 |
0,0000624 |
9,0517E-129 |
2,66213E+18 |
2,56213E+18 |
0,0000632 |
2,324E-133 |
2,5068E+18 |
2,4068E+18 |
0,000064 |
5,0846E-138 |
2,34804E+18 |
2,24804E+18 |
0,0000648 |
9,4796E-143 |
2,18768E+18 |
2,08768E+18 |
0,0000656 |
1,506E-147 |
2,02749E+18 |
1,92749E+18 |
0,0000664 |
2,0389E-152 |
1,86908E+18 |
1,76908E+18 |
0,0000672 |
2,3522E-157 |
1,71392E+18 |
1,61392E+18 |
0,000068 |
2,3123E-162 |
1,56332E+18 |
1,46332E+18 |
0,0000688 |
1,9371E-167 |
1,41841E+18 |
1,31841E+18 |
0,0000696 |
1,3828E-172 |
1,28011E+18 |
1,18011E+18 |
0,0000704 |
8,4117E-178 |
1,14918E+18 |
1,04918E+18 |
0,0000712 |
4,3603E-183 |
1,02618E+18 |
9,26182E+17 |
0,000072 |
1,9261E-188 |
9,11496E+17 |
8,11496E+17 |
0,0000728 |
7,2499E-194 |
8,05341E+17 |
7,05341E+17 |
0,0000736 |
2,3254E-199 |
7,07782E+17 |
6,07782E+17 |
0,0000744 |
6,3561E-205 |
6,18747E+17 |
5,18747E+17 |
7,52E-05 |
1,4804E-210 |
5,38049E+17 |
4,38049E+17 |
7,6E-05 |
2,9384E-216 |
4,65398E+17 |
3,65398E+17 |
7,68E-05 |
4,9697E-222 |
4,00426E+17 |
3,00426E+17 |
7,76E-05 |
7,1626E-228 |
3,427E+17 |
2,427E+17 |
7,84E-05 |
8,7968E-234 |
2,91743E+17 |
1,91743E+17 |
7,92E-05 |
9,2064E-240 |
2,47048E+17 |
1,47048E+17 |
8E-05 |
8,2104E-246 |
2,08093E+17 |
1,08093E+17 |
8,08E-05 |
6,2396E-252 |
1,74352E+17 |
7,43524E+16 |
8,16E-05 |
4,0407E-258 |
1,45309E+17 |
4,5309E+16 |
8,24E-05 |
2,2299E-264 |
1,20463E+17 |
2,04625E+16 |
8,32E-05 |
1,0486E-270 |
9,93358E+16 |
6,64231E+14 |
8,4E-05 |
4,2019E-277 |
8,14806E+16 |
1,85194E+16 |
8,48E-05 |
1,4348E-283 |
6,64809E+16 |
3,35191E+16 |
8,56E-05 |
4,1752E-290 |
5,39553E+16 |
4,60447E+16 |
8,64E-05 |
1,0353E-296 |
4,35578E+16 |
5,64422E+16 |
8,72E-05 |
0 |
3,49778E+16 |
6,50222E+16 |
8,8E-05 |
0 |
2,79392E+16 |
7,20608E+16 |
8,88E-05 |
0 |
2,21988E+16 |
7,78012E+16 |
8,96E-05 |
0 |
1,75444E+16 |
8,24556E+16 |
9,04E-05 |
0 |
1,37925E+16 |
8,62075E+16 |
9,12E-05 |
0 |
1,07856E+16 |
8,92144E+16 |
9,2E-05 |
0 |
8,3895E+15 |
9,16105E+16 |
9,28E-05 |
0 |
6,49119E+15 |
9,35088E+16 |
9,36E-05 |
0 |
4,99582E+15 |
9,50042E+16 |
9,44E-05 |
0 |
3,82458E+15 |
9,61754E+16 |
9,52E-05 |
0 |
2,91243E+15 |
9,70876E+16 |
9,6E-05 |
0 |
2,20608E+15 |
9,77939E+16 |
9,68E-05 |
0 |
1,6622E+15 |
9,83378E+16 |
9,76E-05 |
0 |
1,24577E+15 |
9,87542E+16 |
9,84E-05 |
0 |
9,28727E+14 |
9,90713E+16 |
9,92E-05 |
0 |
6,88704E+14 |
9,93113E+16 |
0,0001 |
0 |
5,08009E+14 |
9,9492E+16 |
0,0001008 |
0 |
3,72739E+14 |
9,96273E+16 |
0,0001016 |
0 |
2,7204E+14 |
9,9728E+16 |
0,0001024 |
0 |
1,97495E+14 |
9,98025E+16 |
0,0001032 |
0 |
1,42617E+14 |
9,98574E+16 |
0,000104 |
0 |
1,02443E+14 |
9,98976E+16 |
0,0001048 |
0 |
7,31964E+13 |
9,99268E+16 |
0,0001056 |
0 |
5,20224E+13 |
9,9948E+16 |
0,0001064 |
0 |
3,67778E+13 |
9,99632E+16 |
0,0001072 |
0 |
2,58628E+13 |
9,99741E+16 |
0,000108 |
0 |
1,80909E+13 |
9,99819E+16 |
0,0001088 |
0 |
1,25875E+13 |
9,99874E+16 |
0,0001096 |
0 |
8,71187E+12 |
9,99913E+16 |
0,0001104 |
0 |
5,99762E+12 |
9,9994E+16 |
0,0001112 |
0 |
4,10716E+12 |
9,99959E+16 |
0,000112 |
0 |
2,79768E+12 |
9,99972E+16 |
0,0001128 |
0 |
1,89561E+12 |
9,99981E+16 |
0,0001136 |
0 |
1,2776E+12 |
9,99987E+16 |
0,0001144 |
0 |
8,56517E+11 |
9,99991E+16 |
0,0001152 |
0 |
5,71177E+11 |
9,99994E+16 |
0,000116 |
0 |
3,78879E+11 |
9,99996E+16 |
0,0001168 |
0 |
2,49991E+11 |
9,99998E+16 |
0,0001176 |
0 |
1,64075E+11 |
9,99998E+16 |
0,0001184 |
0 |
1,07116E+11 |
9,99999E+16 |
0,0001192 |
0 |
69560624469 |
9,99999E+16 |
Построим профиль распределения примесей в транзисторной структуре (рис.3):
Построим суммарное распределение примесей эмиттера и базы (Рис. 4):