ЭКТ - 5 / ОТЭКБ допы

? 16.Диффузия примесей в кремнии. Механизм диффузии основных легирующих кремний примесей.

Диффузия - это обусловленный хаотическим тепловым движением перенос атомов, он может стать направленным под действием градиента концентрации или температуры.

? Один из способов диффузии — диффузия легирующих примесей из твердотельных пленочных диффузантов. Этот способ успешно конкурирует с широко распространенным методом диффузии в потоке газа-носителя прежде всего в силу того, что его реализация не требует сложного оборудования для контроля и поддержания состава газовой фазы, предоставляет широкий выбор диффузантов, возможность использования источников, содержащих несколько легирующих элементов, и получения низких поверхностных концентраций (10^17-10^18 см−3) в одностадийном процессе диффузии.Особо следует отметить привлекательность этого метода для технологии соединений AIIIBV, так как он позволяет проводить диффузионный процесс в открытой системе, не прибегая к специальным мерам по поддержанию постоянного давления летучей компоненты элемента V группы для предотвращения термического разложения материала.

17. Диффузия примесей в кремний из бесконечного источника

Диффузия из бесконечного источника предполагает, что примесь непрерывно поступает через поверхность кристалла (х = 0) из внешнего источника с целью введения в полупроводник точно контролируемого количества примеси Q и поток ее все время одинаков.

Целью первого этапа диффузии является введение в полупроводник точно контролируемого количества примеси, которое будет служить ограниченным источником на втором этапе процесса. При этом поверхностная концентрация примеси на границе x = 0 все время остается постоянной и равной N₀. Граничные условия для решения второго уравнения Фика могут быть записаны в виде

(3.5)

Это означает, что в начале процесса примесь в объеме кристалла отсутствует, однако на поверхности ее концентрация в любой момент времени равна N₀. В процессе диффузии примесь к поверхности кристалла поступает из внешнего источника непрерывно и поток ее все время одинаков. Поэтому процесс и получил название диффузии из бесконечного или неограниченного источника.

18. Диффузия примесей в кремний из ограниченного источника

Диффузию из ограниченного источника на практике часто называют разгонкой примеси, целью которой является получение заданного распределения примеси. Сформированный на стадии загонки высоколегированный поверхностный слой полупроводника служит источником примеси с количеством ее Q.

? 20. Практические методы термодиффузии

Термодиффузия приводит к частичному разделению однородной газовой смеси и превращению ее в неоднородную смесь.

Явление термодиффузии заключается в том, что разность температур в однородной газовой смеси приводит к возникновению разности концентраций компонентов смеси в направлении падения температуры.

? 23. Характер распределения примеси в кремнии после ионного легирования

При ионном легировании первичным процессом является проникновение ускоренных ионов в вещество и их торможение до тепловых скоростей. Установившееся в результате этого распределение внедренных атомов примеси по глубине называют профилем торможения. Окончательное распределение примесных атомов, в которое часто вносят вклад диффузионные процессы, а также распределение носителей тока не всегда совпадают с профилем торможения.

http://solaris-pmt.blogspot.ru/2008/01/25.html

? 24. Особенности ионного легирования монокристаллического кремния

Преимущественное использование ионного легирования перед диффузионным позволяет обеспечить:

• строгое задание количества примеси, определяемого током ионов во время внедрения;

• воспроизводимость и однородность распределения примеси;

• возможность использования в качестве маски при легировании слоев SiO₂ и Si₃N₄;

• внедрение через тонкие слои диэлектриков и резистивных материалов;

• пониженную в сравнении с диффузией температуру.