Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Твердотельная электроника_Литвин_КР(6сем).doc
Скачиваний:
24
Добавлен:
14.08.2019
Размер:
5.19 Mб
Скачать

1.5. Последовательность выполнения работы

В соответствии с номером варианта по табл. 1.2 определяется один из четырех видов диффузии. Для заданного вида диффузии выполняется расчет параметров и построение концентрационных профилей в соответствии с данными табл. 1.2. Коэффициенты диффузии приведены в табл. 1.1.

1.5.1. Диффузия из постоянного источника

  1. Построить зависимости относительных концентраций (C/C0) диффундирующих примесей от глубины диффузии (x = 0 ÷ xк) для различных значений времени диффузии (t1, t2, t3).

  2. Определить, на какой глубине образца, легированного примесью №1, относительная концентрация примеси в нем достигнет заданного значения (для всех значений t).

  3. Определить, какое потребуется время, чтобы образец, легированный примесью №2, имел заданную относительную концентрацию примеси на указанной глубине xn.

1.5.2. Диффузия из равномерно насыщенного тела

    1. Построить зависимости относительных концентраций (C/C0) диффундирующих примесей от глубины диффузии (x = 0 ÷ xк) для различных значений времени диффузии (t1, t2, t3).

    2. Определить, на какой глубине образца, легированного примесью №1, относительная концентрация примеси в нем достигнет заданного значения (для всех значений t).

    3. Определить, какое потребуется время, чтобы образец, легированный примесью №2, имел заданную относительную концентрацию примеси на указанной глубине xn.

1.5.3.Диффузия из слоя конечной толщины

  1. Построить зависимости относительных концентраций (C/C0) диффундирующих примесей от глубины диффузии (x = 0 ÷ xк) для различных значений времени диффузии (t1, t2, t3).

  2. Определить, на какой глубине образца, легированного примесью №1, относительная концентрация примеси в нем достигнет заданного значения (для всех значений t).

  3. Определить, какое потребуется время, чтобы образец, легированный примесью №2, имел заданную относительную концентрацию примеси на указанной глубине xn.

1.5.4.Диффузия из «концентрационной ступеньки»

    1. Построить зависимости относительных концентраций (C/C1) диффундирующих примесей от глубины диффузии (x = - xк ÷ xк) для различных значений времени диффузии (t1, t2, t3), если известны начальные соотношения концентраций.

    2. Определить, какое потребуется время для выравнивания концентрации примесей (высота «концентрационной ступеньки» не более C/C1max) в каждом образце для каждого t.

Таблица 1.1.

Элемент

Коэффициент диффузии D, см2

Элемент

Коэффициент диффузии D, см2

Al

1,71*10-10

Pt

0,33*10-10

Li

0,24*10-15

Cr

0,28*10-12

Ag

0,4*10-11

Be

0,52*10-10

C

14,4*10-15

In

3,7*10-12

Au

0,09*10-10

Pb

0,28*10-12

Mg

1,5*10-10

Zn

0,58*10-10

Na

0,24*10-10

Fe

2*10-14

Cu

0,2*10-12

Mo

0,1*10-11

Таблица 1.2.

Ва-ри-ант

Данные для расчета

1

2

1

Диффузия из постоянного источника: примесь №1: Al; примесь №2: Li.

1. Время: t1=1ч., t2=10 ч., t3=20 ч. Глубина xк=100 мкм

2. C/C0 (Al) = 25%

3. C/C0 (Li) = 40%. Глубина xn=50 мкм

2

Диффузия из равномерно насыщенного тела: примесь №1: Ag; примесь №2: C.

1. Время: t1=5ч., t2=10 ч., t3=15 ч. Глубина xк=200 мкм

2. C/C0 (Ag) = 30%

3. C/C0 (C) = 10%. Глубина xn=25 мкм

Продолжение табл. 1.2.

1

2

3

Диффузия из слоя конечной толщины (d=20 мкм): примесь №1: Au; примесь №2: Mg.

1. Время: t1=5ч., t2=10 ч., t3=15 ч. Глубина xк=200 мкм

2. C/C0 (Ag) = 30%

3. C/C0 (C) = 10%. Глубина xn=25 мкм

4

Диффузия из "концентрационной ступеньки": примесь №1: Na; примесь №2: Cu.

1. Время: t1=10ч., t2=15 ч., t3=20 ч. Глубина xк=100 мкм

Начальные соотношения концентраций: C2(Na)=0,5C1(Na) и C2(Cu)=0,8C1(Cu).

2. C/C1max (Na) = 5%; C/C1max(Cu) = 7%;

5

Диффузия из постоянного источника: примесь №1: Pt; примесь №2: Cr.

1. Время: t1=1ч., t2=5 ч., t3=10 ч. Глубина xк=150 мкм

2. C/C0 (Al) = 50%

3. C/C0 (Li) = 20%. Глубина xn=30 мкм

6

Диффузия из равномерно насыщенного тела: примесь №1: Be; примесь №2: In.

1. Время: t1=1ч., t2=10 ч., t3=20 ч. Глубина xк=100 мкм

2. C/C0 (Ag) = 25%

3. C/C0 (C) = 30%. Глубина xn=50 мкм

7

Диффузия из слоя конечной толщины (d=25 мкм): примесь №1: Au; примесь №2: Mg.

1. Время: t1=1ч., t2=7 ч., t3=14 ч. Глубина xк=150 мкм

2. C/C0 (Ag) = 15%

3. C/C0 (C) = 40%. Глубина xn=75 мкм

8

Диффузия из "концентрационной ступеньки": примесь №1: Na; примесь №2: Cu.

1. Время: t1=1ч., t2=10 ч., t3=20 ч. Глубина xк=50 мкм

Начальные соотношения концентраций: C2(Na)=0,3C1(Na) и C2(Cu)=0,6C1(Cu).

2. C/C1max (Na) = 3%; C/C1max(Cu) = 10%;

9

Диффузия из постоянного источника: примесь №1: Ag; примесь №2: In.

1. Время: t1=0,5ч., t2=3 ч., t3=30 ч. Глубина xк=200 мкм

2. C/C0 (Al) = 30%

3. C/C0 (Li) = 15%. Глубина xn=10 мкм

10

Диффузия из равномерно насыщенного тела: примесь №1: Au; примесь №2: Zn.

1. Время: t1=10ч., t2=20 ч., t3=30 ч. Глубина xк=150 мкм

2. C/C0 (Ag) = 15%. 3. C/C0 (C) = 50%. Глубина xn=15 мкм

Продолжение табл. 1.2.

1

2

11

Диффузия из слоя конечной толщины (d=15 мкм): примесь №1: Na; примесь №2: Mo.

1. Время: t1=2ч., t2=20 ч., t3=40 ч. Глубина xк=100 мкм

2. C/C0 (Ag) = 10%

3. C/C0 (C) = 20%. Глубина xn=50 мкм

12

Диффузия из "концентрационной ступеньки": примесь №1: Al; примесь №2: Cr.

1. Время: t1=3ч., t2=30 ч., t3=50 ч. Глубина xк=75 мкм

Начальные соотношения концентраций: C2(Na)=0,4C1(Na) и C2(Cu)=0,7C1(Cu).

2. C/C1max (Na) = 10%; C/C1max(Cu) = 15%;

13

Диффузия из постоянного источника: примесь №1: Be; примесь №2: C.

1. Время: t1=12ч., t2=25 ч., t3=50 ч. Глубина xк=75 мкм

2. C/C0 (Al) = 20%

3. C/C0 (Li) = 10%. Глубина xn=25 мкм

14

Диффузия из равномерно насыщенного тела: примесь №1: Pb; примесь №2: Mg.

1. Время: t1=1ч., t2=15 ч., t3=30 ч. Глубина xк=75 мкм

2. C/C0 (Ag) = 20%

3. C/C0 (C) = 40%. Глубина xn=20 мкм

15

Диффузия из слоя конечной толщины (d=10 мкм): примесь №1: Fe; примесь №2: Cu.

1. Время: t1=1ч., t2=25 ч., t3=50 ч. Глубина xк=75 мкм

2. C/C0 (Ag) = 25%

3. C/C0 (C) = 15%. Глубина xn=20 мкм

16

Диффузия из "концентрационной ступеньки": примесь №1: Li; примесь №2: Pb.

1. Время: t1=2ч., t2=25 ч., t3=40 ч. Глубина xк=50 мкм

Начальные соотношения концентраций: C2(Na)=0,6C1(Na) и C2(Cu)=0,9C1(Cu).

2. C/C1max (Na) = 15%; C/C1max(Cu) = 10%;

17

Диффузия из постоянного источника: примесь №1: Au; примесь №2: Pb.

1. Время: t1=5ч., t2=40 ч., t3=80 ч. Глубина xк=100 мкм

2. C/C0 (Al) = 15%

3. C/C0 (Li) = 50%. Глубина xn=20 мкм

18

Диффузия из равномерно насыщенного тела: примесь №1: Na; примесь №2: Fe.

1. Время: t1=5ч., t2=30 ч., t3=50 ч. Глубина xк=100 мкм

2. C/C0 (Ag) = 10%. 3. C/C0 (C) = 25%. Глубина xn=10 мкм

Продолжение табл. 1.2.

1

2

19

Диффузия из слоя конечной толщины (d=30 мкм): примесь №1: Al; примесь №2: Pl.

1. Время: t1=3ч., t2=30 ч., t3=60 ч. Глубина xк=100 мкм

2. C/C0 (Ag) = 20%

3. C/C0 (C) = 30%. Глубина xn=25 мкм

20

Диффузия из "концентрационной ступеньки": примесь №1: Ag; примесь №2: Be.

1. Время: t1=1ч., t2=25 ч., t3=50 ч. Глубина xк=75 мкм

Начальные соотношения концентраций: C2(Na)=0,2C1(Na) и C2(Cu)=0,5C1(Cu).

2. C/C1max (Na) = 3%; C/C1max(Cu) = 5%;

21

Диффузия из постоянного источника: примесь №1: Mg; примесь №2: Zn.

1. Время: t1=1ч., t2=30 ч., t3=60 ч. Глубина xк=75 мкм

2. C/C0 (Al) = 35%

3. C/C0 (Li) = 25%. Глубина xn=15 мкм

22

Диффузия из равномерно насыщенного тела: примесь №1: Cu; примесь №2: Mo.

1. Время: t1=3ч., t2=25 ч., t3=40 ч. Глубина xк=75 мкм

2. C/C0 (Ag) = 35%

3. C/C0 (C) = 20%. Глубина xn=15 мкм

23

Диффузия из слоя конечной толщины (d=20 мкм): примесь №1: Li; примесь №2: Cr.

1. Время: t1=4ч., t2=40 ч., t3=80 ч. Глубина xк=75 мкм

2. C/C0 (Ag) = 40%

3. C/C0 (C) = 50%. Глубина xn=10 мкм

24

Диффузия из "концентрационной ступеньки": примесь №1: C; примесь №2: In.

1. Время: t1=20ч., t2=30 ч., t3=40 ч. Глубина xк=75 мкм

Начальные соотношения концентраций: C2(Na)=0,7C1(Na) и C2(Cu)=0,3C1(Cu).

2. C/C1max (Na) = 5%; C/C1max(Cu) = 10%;

25

Диффузия из постоянного источника: примесь №1: Al; примесь №2: Cr.

1. Время: t1=2ч., t2=15 ч., t3=35 ч. Глубина xк=50 мкм

2. C/C0 (Al) = 30%

3. C/C0 (Li) = 20%. Глубина xn=5 мкм

26

Диффузия из равномерно насыщенного тела: примесь №1: Ag; примесь №2: Be.

1. Время: t1=3ч., t2=30 ч., t3=45 ч. Глубина xк=50 мкм

2. C/C0 (Ag) = 20%. 3. C/C0 (C) = 10%. Глубина xn=25 мкм

Продолжение табл. 1.2.

1

2

27

Диффузия из слоя конечной толщины (d=25 мкм): примесь №1: Au; примесь №2: Pb.

1. Время: t1=2ч., t2=15 ч., t3=30 ч. Глубина xк=50 мкм

2. C/C0 (Ag) = 20%

3. C/C0 (C) = 30%. Глубина xn=10 мкм

28

Диффузия из "концентрационной ступеньки": примесь №1: Na; примесь №2: Fe.

1. Время: t1=5ч., t2=25 ч., t3=50 ч. Глубина xк=50 мкм

Начальные соотношения концентраций: C2(Na)=0,1C1(Na) и C2(Cu)=0,75C1(Cu).

2. C/C1max (Na) = 15%; C/C1max(Cu) = 7%;

Контрольные вопросы

  1. Что называется диффузией? Причина и значение диффузии.

  2. Какие внешние воздействия оказывают влияние на диффузионные процессы?

  3. Механизмы диффузии. Влияние дефектов на диффузию.

  4. I и II законы Фика. Коэффициент диффузии D. Изотропный и анизотропный случай.

  5. Функция ошибок. Свойства. Разложение в ряд. Приближенные формулы.

  6. Методы исследования диффузии в полупроводниках.