Распределение примеси при диффузии

Диффузия основных примесей в кремний (бор, алюминий, фосфор, сурьма, мышьяк) идет по вакансиям, а прочих примесей (золото, железо и др.) - по междоузлиям.

Концентрация примеси при диффузии в полупроводник наибольшая в поверхностном слое, а в глубине пластины падает до нуля. В производстве транзисторных структур на кремнии интерес представляют два случая распределения примесных атомов. Если диффузия идет из источника с постоянной поверхностной концентрацией примесных атомов С0, то распределение имеет вид

(2)

Для упрощения, вместо erfc-функции можно использовать аппроксимацию

.(3)

Для этого случая глубина залегания p-n-перехода

.(4)

При формировании транзисторной структуры возможна последовательная диффузия ряда примесей, и пластина полупроводника подвергается многократным циклам диффузии. Для расчета распределения примеси С(x, t) в этом случае надо использовать сумму

Dt = D1t1 + D2t2 + D3t3 + D4t4 + …(5)

Если диффузия идет из источника с ограниченным содержанием примеси, находящейся в начальный момент в бесконечно тонком поверхностном слое, то профиль распределения концентрации имеет вид

,(6)

где x - глубина, соответствующая данной концентрации (см); t - длительность диффузии примеси (с); N - плотность атомов примеси под единицей площади поверхности, неизменная в любой момент диффузии (ат/см2); D - коэффициент диффузии примеси (см2/с). [1]

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...