ИДЗ 8

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

кафедра ФЭТ

Дисциплина

«Технология материалов и элементов электронной техники»

Расчет по заданию №8

Выполнил студент группы 5207

Иванов А.Д.

Преподаватель:

профессор Шаповалов В.И.

Санкт - Петербург

2018 г.

Цель работы: определение зависимости глубины залегания p-n перехода от температуры при двухчасовой одностадийной диффузии алюминия в кремний.

При расчетах по выражению (4.32) следует помнить, что при легировании методом термической диффузии существует одно ограничение. Закон растворимости примеси в полупроводнике ограничивает ее концентрацию. Для каждой пары примесь-полупроводник существует предельное значение концентрации, которое можно получить при заданной температуре. Эти значения для кремния сведены в табл. П.7.

Дано:

t = 7200 c; N_s = 2*10¹⁹ см^-3; N₀ = 10¹⁶ см^-3;

E_a = 0.05 эВ; D₀ = 0.05 см²/с

Найти:

x_p-n(T)

Решение

Глубину p-n перехода найдем из уравнения (4.32), где коэффициент диффузии D подчиняется закону Аррениуса:

Подставим его в наше уравнение и получим:

Технологический процесс диффузии в большинстве случаев ведут из паро-газовой фазы. Для этого твердо- и жидкофазные источники нагревают до необходимого давления насыщенного пара. Пары соединения вводят в реактор, где происходит процесс. Температура плавления алюминия 933К, предельное значение концентрации находится при температуре в 1423К

Рисунок 1 – Зависимость коэффициента диффузии от температуры

Рисунок 2 - Зависимость глубины p-n перехода от температуры

Вывод: при заданных параметрах глубина p-n перехода очень велика, если нам нужно получить его глубину в районе мкм, нужно взять материал с большей энергией активации, т.к. с заданными технологическими параметрами (время диффузии, температура), данных показателей не достичь.