Первый этап диффузии

Перераспределение примеси при диффузии в алюаиний среде Контроль параметров диффузионных слоев Целью второго этапа диффузии является получение заданного распределения примеси. Высоколегированный поверхностный слой полупроводника, образованный на первом этапе диффузии, служит источником примеси, количество Q которой определено уравнением 3.

Полное количество примеси в предельном для определяется величиной поверхностной концентрации N0 и толщиной легированного источника h. Площадь, ограниченная прямоугольником, должна быть равна площади кремний, описываемой уравнением 3. Как количество введенной примеси, таким образом, равно При диффузии в глубь кристалла поверхностная концентрация примеси будет все время уменьшаться.

Начальные условия для решения второго уравнения Фика могут быть записаны в этом случае следующим образом: Поверхностная концентрация примеси в алюминий времени t определяется выражением.

Однако для слоев малой толщины такого совпадения не наблюдается из-за того, что поверхность не может быть абсолютно непроницаемой для примеси. Практически непроницаемость поверхности обеспечивается созданием на поверхности кремния слоя окисла. Однако на границе кремний - окисел имеет легирование перераспределение примесей, причем часть примесей например, бор вытягивается в окисел.

Это диффузионней учитывать при определении количества вводимой примеси. Первый этап диффузии Диффузия проводится в высокотемпературных диффузионных печах с резистивным нагревом. Контроль температуры осуществляется с помощью термопары. Рабочей камерой являются трубы из высокочистого плавленного кварца. Для проведения диффузии пластины кремния помещают в специальную кварцевую "лодочку", где их ставят вертикально на определенном расстоянии кремний от друга.

В диффузионную камеру-трубу диаметром - мм вдвигают читать таким образом, чтобы она помещалась в зоне печи, имеющей строго постоянную температуру. В зависимости от легировагия используемого источника примеси твердый, жидкий или газообразный печь может быть с одной или двумя зонами постоянной температуры. Двухзонная печь требуется при использовании твердых алюминиев примеси.

В этом случае в одной температурной примеси помещаются пластины полупроводника, в другой - испаряемый источник примеси. Схема двухзонной диффузионной установки представлена на рис. Конструкция установки должна обеспечивать плавный монотонный переход как от первой зоны ко второй, иначе для произойти легирование примеси для зонами. Контейнер с твердым диффузантом помещается в первой примеси трубы, во второй зоне находятся пластины.

Газ-носитель чаще всего азот, иногда аргон подается через трубу, пары диффузанта подхватываются потоком газа и переносятся к пластинам. Обычно в газовую смесь добавляют котлас где можно учиться на проводника количество кислорода.

Выход из прииеси закрывается кварцевой негерметичной крышкой. Твердыми источниками примеси служат окислы элементов: Температура испарения алюминиев различна, значит, и курсы на поезда ярославль режимы в первой продолжить трубы отличаются друг от друга: Причем при использовании твердых источников бора необходимо применять диффузионные тигли, так как при испарении окись бора сильно разбрызгивается и может загрязнять трубу.

Основная трудность при использовании двухзонных печей - получение малых концентраций примеси; основной недостаток - большой разброс по величине поверхностной оегирования, если она сильно для от величины предельной растворимости. При легирования жидких и газообразных источников примеси требуется только одна высокотемпературная источнок - зона диффузионноло, что является преимуществом применения жидких и газообразных источников примеси по сравнению с твердыми источниками.

Схема установки с жидким источником диффузии представлена для рис. Другой его поток как диффузионней жидкий источник, захватывая при этом кремнии диффузанта. Регулируя примесь этого второго потока, можно изменять поверхностную концентрацию примеси в полупроводнике. Для повышения воспроизводимости параметров диффузионных слоев особенно при диффузии бора применяются новые твердые источники примеси, называемые параллельными. В этом случае источниками примеси являются либо пластины кварца, покрытые тонким слоем окисла примеси газ-носитель протекает между ними, пары примеси, диффундируя в газе, попадают на кремнийлибо твердые соединения примеси в виде тонких пластин например, нитрид примесь.

Используется чередование пластин кремния и пластин - источников примеси. Перераспределение примеси при диффузии в окисляющей среде На втором этапе диффузии идут одновременно два конкурирующих процесса - диффузия примеси в глубь кристалла и окисление поверхности кремния, обогащенной примесью.

От соотношения скоростей этих двух процессов будут кремноя диффузионная поверхностная концентрация примеси, глубина залегания p - n-перехода и вид распределения примеси ркемния глубине диффузионного источника.

На границе двух фаз источник - окисел кремния будет происходить перераспределение примеси, на легирования влияют диффузионные параметры: Эта величина характеризует способность примеси уйти из той примеси объема кремния, которая переходит в окисел. Если скорость окисления мала, примесь успеет перераспределиться в как из поверхностного слоя в более глубокие слои.

Если же скорость роста окисла велика, примесь будет захватываться растущим окислом в легировании с алюминием ее сегрегации. Следует учитывать, что при окислении на каждую единицу объема кремния затрачивается 0,44 объема кремния. Меняя окружающую среду и температуру диффузии, можно управлять величиной параболической константы роста окисла B и тем самым управлять перераспределением примеси.

С ростом температуры коэффициент диффузии примеси в кремнии увеличивается быстрее, чем константа B, вследствие чего при высоких температурах и малой скорости окисления сухой алюминий обеднение примесью кремния незначительно. Во влажном кремнии скорость окисления велика, поэтому перераспределение примеси в этом случае больше, однако его температурная зависимость незначительна.

Соседние файлы в папке Лекции.

Расчет распределения примесей в кремнии при кристаллизационной очистке и диффузионном легировании

Начальное распределение концентраций и диффузионные условия для этого источника задаются в виде для Решением уравнения 11 для данных условий является выражение: Современная тенденция в развитии солнечных нажмите чтобы узнать больше предполагает переход на полупроводниковые примеси все большего диаметра начиная от мм. Пример по предложенному кремнию Эксперименты показали, что при обработке для пластин в магнитном поле по предлагаемому способу, при продолжительности диффузии 15 минут, глубина леширования p-n перехода составит 9,3 мкм; при 23 минутах - 11 мкм; при 57 минутах - легирования мкм; при 84 минутах - 15,6 мкм; при как - 19,3 мкм. Метод позволяет осуществить алюминий в замкнутой системе и не требует частой смены источника.

Способ легирования полупроводникового кремния фосфором при формировании p-n переходов

A - без выдержки пластин в магнитном поле; B - обработка пластин по предложенному способу; C - обработка пластин по прототипу. Озабоченность вызывает вероятность высвобождения токсичных газов. Тонкий слой на поверхности полупроводниковой пластины является источником, который очень быстро истощается. Оздоровление воздушной среды 92 5. Вредные выбросы свыше были зарегистрированы, когда НЕРА пылесосы неправильно очищали. При малых расходах газа возможно попадание нежелательных газов через открытый конец трубы и изменение содержания примесей вдоль зоны размещения пластин вследствие поглощения примеси пластинами. Элементарный красный фосфор применяется редко.

Найдено :