Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Диффузия
2 слайд
В твердом теле диффузия – процесс активируемого температурой перескока атома из одной потенциальной ямы в другую.
3 слайд
Законы Фика
j = – D grad N,
= –
= –
=
N
x
dx
x
x+dx
dx
j(x)
j(x+dx)
D(T) = Do exp(- E/kT)
[см2/c]
4 слайд
Диффузия из одной полуограниченной области в другую
Краевые условия
N (-∞,t) = No = const
N (∞,t) = 0
Начальные условия
при t =0 и x → +0, N(x,0) → 0
при t =0 и x → -0, N(x,0) → No
5 слайд
Диффузия из неограниченного источника примеси
N(x,t) = Ns erfc (x/L)
6 слайд
Диффузия из ограниченного источника примеси
7 слайд
Диффузия из слоя конечной толщины
суперпозиция двух профилей N1–N2
8 слайд
Диффузия из бесконечно тонкого слоя (точечный источник)
При h → 0 интеграл стремится к
9 слайд
Понятие тонкого и толстого слоя
h > 4L – слой толстый
h < L/4 – слой тонкий
Отражающая и связывающая границы
Граница, поток примеси через которую равен 0 – отражающая.
Граница, концентрация примеси на которой равна 0 – связывающая (поглощающая).
10 слайд
Факторы, влияющие на величину коэффициента диффузии
Температура процесса.
D(T) = Do exp (- E/kT)
Механические напряжения и сопутствующая им повышенная концентрация дислокаций. Вдоль дислокаций диффузия примеси идет во много раз быстрее, чем в бездефектном материале.
Концентрация диффундирующей примеси.
Концентрация фоновой примеси.
Атмосфера, в которой ведется диффузия примеси.
Ориентация кристалла.
11 слайд
Диффузия из пленок, наносимых на поверхность полупроводника
Пленки металлов, например, Au или Al, нанесенные методом термического испарения. Толщина пленок определяется требуемым количеством примеси, которое должно быть введено в полупроводник.
Слои легированного оксида кремния или легированного поликремния.
Пленки фоторезистов- диффузантов. В этих пленках обычными методами фотолитографии можно сформировать рисунок областей, подлежащих легированию.
12 слайд
Диффузия в потоке газа-носителя
Твердые источники
БСС (nB2O3∙mSiO2), В2О3
ФСС (nP2O5∙mSiO2)
Газообразные источники
В2Н6 (диборан)
PH3 (фосфин)
13 слайд
Диффузия в потоке газа-носителя из жидкого источника
BCl3 и BBr3; PCl3
Барботер
B2O3
14 слайд
Метод параллельного источника
Установка твердых планарных источников и пластин кремния – в кварцевой кассете:
1 – кварцевая кассета;
2 – твердые планарные источники;
3 – пластины
BN (нитрид бора)
N2, O2
B2O3
15 слайд
Двух- и трехмерные точечные источники
r - расстояние от источника диффузанта
m= 1/2, 1 и 3/2, соответственно, для одно-, двух- и трехмерного источников
Формула Пуассона
N(x,y,z,t) = N(x,t)∙N(y,t)∙N(z,t)
16 слайд
Диффузия в прямоугольное окно
z
y
x
2b
2a
z
y
x
2b
2a
17 слайд
Источники диффузанта
Бор (В)
В2Н6 (диборан); смесь (порядка 5%) с Ar
БСС (nB2O3∙mSiO2), В2О3
2 B2O3 + 3Si → 3Si02 + 4В
ТПИ – BN (нитрид бора)
BCl3 и BBr3
Фосфор (P), мышьяк (As) и сурьма (Sb)
PCl3, оксихлорид фосфора POCl3
PH3 (фосфин); 2 РH3 → 3H2 + 2P
P2O5, ФСС (nP2O5∙mSiO2)
2 Р2О5 + 5Si → 5SiО2 + 4P
Поверхностные источники: ортофосфаты кремния, (NH4)H2PO3, ФСС
ТПИ: нитрид фосфора, фосфид кремния, ФСС, метафосфат алюминия, пирофосфат кремния
18 слайд
Выбор легирующей примеси
Система энергетических уровней, создаваемых данной группой примесей в запрещенной зоне полупроводника.
Все основные донорные и акцепторные примеси в кремнии (элементы V и III групп) имеют Еа≈ 0.06 эВ. Исключением является In: Еа≈0.16 эВ от Еv (используется при создании фотоприемных устройств).
Примеси, имеющие энергетические уровни, расположенные вблизи середины ЗЗ, например, Au, применяются для снижения времени жизни ННЗ.
Предельная растворимость примеси.
Р (1,5·1021 см-3), As (2·1021 см-3), Sb (5·1019 см-3 ).
B (5·1020 см-3), Al (2·1019 см-3).
Величина коэффициента диффузии.
Наибольший коэффициент диффузии D имеет Al. Заметно уступают ему B и P. Очень велики D у Au и О2.
Технологичность. В первую очередь D в Si и SiО2.
19 слайд
Ge
Si
20 слайд
x
Отражающая граница
Q
0
Q
x
Отражающая граница
No
0
h
- h
Отражающая граница
21 слайд
Связывающая (поглощающая) граница
x
Поглощающая граница
No
0
h
- h
- No
x
Поглощающая граница
Q
0
- Q
l
- l
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
6 663 793 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Жукова Ирина Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
3 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.