Расчет распределения примесей в кремнии при кристаллизационной очистке и диффузионном легировании
Расчет распределения примесей в кремнии при кристаллизационной очистке и диффузионном легировании
Страница 14

Начальное распределение концентраций для рассматриваемого случая задаётся в виде

N(x,0) = No для 0£ x £ h

N(x,0) = 0 для x>h

Граничным условием является, определяемое условием (24), постоянство количества примеси в источнике и полупроводнике

Для реализации начального распределения такого типа диффундирующая примесь должна быть введена в твердое тело до начала диффузии.

Решением уравнения (16) в данной ситуации является выражение

(25)

Здесь следует отметить, что erfс(-z) + erfс(z) º 2.

В отличие от диффузии из постоянного источника при диффузии из слоя конечной толщины количество диффузанта ограничено значением Q=Noh. В процессе диффузии происходит только его перераспределение и, следовательно, уменьшение со временем концентрации примеси на поверхности твердого тела.

Примером диффузии примеси из слоя конечной толщины в полубесконечное тело с отражающей границей является диффузия в кремниевую пластину из эпитаксиального, имплантированного или диффузионного слоя и покрытую слоем двуокиси кремния SiO2 или нитрида кремния Si3N4. Границу пластины и пленки можно с большой долей правдоподобия принять отражающей, т.к. коэффициенты диффузии большинства примесей в кремнии на несколько порядков больше, чем в двуокиси кремния и нитриде. Однако, равномерность распределения примеси в источнике, особенно при его создании методом диффузии или имплантации - весьма грубое и вынужденное приближение.

1.3.4 Распределение примеси при диффузии из бесконечно тонкого слоя в полубесконечное тело с отражающей границей

Решение диффузионного уравнения при этих условиях находится из предыдущего при h® 0 и условии, что количество диффузанта в источнике Q=Noh.

(26)

Приведенное выражение представляет собой Гауссово распределение.

Тонкий слой на поверхности полупроводниковой пластины является источником, который очень быстро истощается. Непрерывная диффузия в этом случае приводит к постоянному понижению поверхностной концентрации примеси в полупроводнике. Эту особенность данного процесса используют в полупроводниковой технологии для получения контролируемых значений низкой поверхностной концентрации примеси, например, для создания базовых областей кремниевых транзисторных структур дискретных приборов или ИМС.

На первом этапе процесса проводится кратковременная диффузия (при пониженных температурах) из постоянного источника, распределение примеси после которой описывается выражением (18). Значение No при этом велико и определяется либо пределом растворимости данной примеси в полупроводниковом материале, либо концентрацией примеси в стеклообразном слое на поверхности полупроводника. Этот этап часто называют загонкой. После окончания первого этапа пластины помещают в другую печь для последующей диффузии, обычно, при более высоких температурах. В этой печи нет источника примеси, а если он создается на первой стадии в виде стеклообразного слоя на поверхности пластин, его предварительно удаляют. Таким образом, тонкий слой, полученный на первом этапе, является источником перераспределяемой примеси при проведении второй стадии процесса. Для создания отражающей границы второй этап (часто называемый разгонкой) проводят в окислительной атмосфере. При этом на поверхности растет слой SiO2.

Страницы: 10 11 12 13 14 15 16 17 18

АППАЛАЧИ (Appalachian Mountains) , горная система на востоке Сев. Америки, в США и Канаде. Длина 2600 км. Сев. Аппалачи (к северу от рр. Мохок и Гудзон) - волнистое плоскогорье с отдельными массивами высотой до 1916 м (г. Вашингтон); следы древнего оледенения. Юж. Аппалачи в осевой зоне состоят из параллельных хребтов и массивов, разделенных широкими долинами; к осевой зоне прилегают с востока плато Пидмонт, с запада - Аппалачское плато. Высота до 2037 м (г. Митчелл). Месторождения каменного угля, нефти и газа, железных руд, титана. Широколиственные, хвойные и смешанные леса.

ДРЕВС (Drews) Артур (1865-1935) , немецкий философ, последователь Э. Гартмана. Популяризатор т. н. мифологической школы в религиеведении.

УБЫТКИ , в гражданском праве выраженный в денежной форме ущерб, причиненный одному лицу противоправными действиями другого. К убыткам относятся расходы, произведенные лицом, права которого нарушены, утрата или повреждение его имущества, а также доходы, которые могли быть получены при отсутствии правонарушения (упущенная выгода).