История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2017-06-25 | 261 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Этот случай соответствует условиям, когда в тонком приповерхностном слое создана избыточная концентрация примеси С0, количество которой непрерывно уменьшается в процессе термообработки, тогда как концентрация примеси на глубине постепенно увеличивается.
Граничные условия в этом случае можно представить в виде
С (x,0) = С0 при t=0, x = 0;
С(x,t) = 0 при t ¹ 0, x ®¥.
При этом решение уравнения диффузии имеет вид функции Гаусса
. (4.9)
Изменение поверхностной концентрации зависит как от температуры процесса, так и от его продолжительности:
Глубина залегания p-n перехода при диффузии в подложку с концентрацией примесей СB определяется аналогично (4.8):
.
В планарной технологии традиционно процесс диффузии проводят в две стадии, когда на первой, более короткой, осуществляют диффузию из бесконечного источника либо другим способом формируют сильно легированный поверхностный слой, а на второй стадии, более высокотемпературной, проводят отжиг структуры для перераспределения примеси в заданном объеме. В такой традиционной ситуации D2t2 >> D1t1 и тонкий слой, созданный на первой стадии, можно считать ограниченным источником примеси. При этом количество атомов примеси, введенное на первой стадии, останется неизменным и
.
С учетом (4.9)
. (4.10)
В случае, когда условие D2t2 >> D1t1 не выполняется, нельзя считать, что на второй стадии осуществляется диффузия из ограниченного источника, тогда
, (4.11)
где
, .
После проведения второй стадии поверхностная концентрация определится как
. (4.12)
Глубина залегания p-n перехода будет соответствовать условию С(х,t) = СB, т.е.
.
Таким образом, если известна величина xj, для момента времени t 1, то для диффузии на глубину xj ' потребуется время t 2,
|
. (4.13)
Если учесть, что для большинства структур величина СВ в 103 – 105 раз ниже поверхностной концентрации, можно с точностью до 10 % оценить глубину залегания p-n перехода по приближенной формуле
.
Практическая часть
1. Задание. Выбрать легирующую примесь и состав ПГС для процесса эпитаксии. Рассчитать «расползание» скрытого слоя во время процесса эпитаксии.
1. Выбор метода эпитаксии.
· Наиболее удобным для реализации процесса является хлоридный метод эпитаксии;
2. Выбор легирующей примеси.
· Основная цель — изменить тип проводимости и концентрацию носителей в объёме полупроводника для получения заданных свойств (проводимости, получения требуемой плавности p-n-перехода). Самыми распространёнными легирующими примесями для кремния являются фосфор и мышьяк (позволяют получить n-тип проводимости).
· В качестве легирующей примеси выбираем мышьяк.
Рис.1 графическое представление желаемого результата
3. Выбор пгс
В качестве исходных реагентов первой реакции используются тетрахлорид кремния (SiCl4), трихлорсилан (SiHCl3), дихлорсилан (SiH2Cl2) и т. п., но наиболее часто—тетрахлорид кремния SiCl4.
4.
Рис. 1. Температурная зависимость равновесного парциального давления соединений, образующихся в газовой фазе при давлении в 1 атм и отношении Сl/Н=0,01
Согласно положениям о химическом равновесии, при избытке водорода первая реакция идет с образованием кремния, а при подаче в систему соляной кислоты НСl можно осуществить газовое травление кремниевой подложки. Поясним это более подробно. Как уже говорилось, первая реакция является обобщающей. В действительности в системе протекают, как минимум, следующие реакции:
SiCl4+H2↔SiHCl3+HCl,
SiHCl3+H2↔SiH2Cl2+HCl,
SiH2Cl2 ↔SiCl2 +H2
SiHCl3↔SiCl2+HCl,
SiCl2+H2↔Si+2HCl,
На рис. 1 показана зависимость состава смеси от температуры для обычно используемого в технологии отношения концентрации хлора к концентрации водорода, равном 0,01. Сразу же сделаем ряд выводов из вышесказанного.
|
Подходящая ПГС – SiH4 или SiH2Cl2
4. Рассчитать «расползание» скрытого слоя во время процесса эпитаксии.
Известные параметры:
Толщина слоя – s – 3 мкм
Скорость роста эпитаксиальноего слоя – v - примерно 0.1 мкм/мин
Температура процесса = 1200 с
Константы, полученные исходя из заданных параметров
Рис. Схематичное изображения результата проведенного процесса. X - «расползание» скрытого слоя во время процесса эпитаксии
Расчет времени процесса:
T = время = s/v = 3/0.1 = 30 минут
Расчет диффузии
Для As в Si: коэффициент диффузии , энергия активации
При Т = 1200 С°:
Расчет расползания слоя.
Рис. Схематичное изображения результата проведенного процесса. X - «расползание» скрытого слоя во время процесса эпитаксии
- формула для расчета расползания слоя
= 103.1 нм
Ответ: 103.1 нм
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!