Предельная растворимость примесей в кремнии

Мы профессиональная команда, которая на рынке работает уже более 2 лет и специализируемся исключительно на лучших продуктах.

У нас лучший товар, который вы когда-либо пробовали!

Наши контакты:

Telegram:

https://t.me/stuff_men

E-mail:

stuffmen@protonmail.com

ВНИМАНИЕ!!! В Телеграмм переходить только по ссылке, в поиске много Фейков!

Внимание! Роскомнадзор заблокировал Telegram ! Как обойти блокировку:

http://telegra.ph/Kak-obojti-blokirovku-Telegram-04-13-15

Ионное внедрение - широко используемый метод, альтернативной диффузии. Применяется в тех случаях, когда желаемая концентрация примеси должна быть получена менее чем в 1мкм от поверхности. Процесс включает в себя ионизацию атомов и их ускорение до высоких энергии в электрическом поле. Разогнанные ионы примеси налетает на исходный материал пластину кремния , проникают в него на несколько десятых микрона и останавливаются. Диффузия, проводимая по нормальному закону или закону дополнительного интеграла вероятности, дает некоторую возможность регулировать концентрацию примеси в кремнии между его поверхностью и глубиной около 25 мкм. Ионное внедрение дает возможность более точно управлять процессом за счет более высокого выбора граничных условий, но лишь до глубины 0,08 мкм. Поэтому правильнее считать, что диффузия и ионное внедрение - это два дополняющих друг друга, а не конкурирующих метода. Но в той мере, в которой сравнение между этими методами допустимо, можно говорить о следующих преимуществах метода ионного внедрения:. Профиль примеси можно точно регулировать стандартными способами, более того, возможности управления процессом определяются не физическими свойствами подложки, а самой установкой для внедрения, слой примеси может быть уложен под поверхность кремния полностью. Слой с небольшой глубиной залегания может быть внедрен до внедрения слоя другого типа, который должен иметь большую глубину залегания. Кроме того, концентрация примеси не обязательно ограничена соображениями твёрдой растворимости. Таким образом, ионное внедрение даёт возможность использовать в качестве примесей широкий набор элементов, что позволяет регулировать время жизни носителей и увеличивать устойчивость к облучению. Внедрённые ионы входят в материал вертикально с очень малым боковым отклонением, отсутствие распространения примеси в стороны ведёт к уменьшению геометрических размеров приборов и в силу этого к увеличению плотности упаковки. В результате высокотемпературной обработки кремниевая пластина может покоробиться, искривиться. Поскольку производственный процесс изготовления микросхем требует точного прилегания рисунков по всей поверхности пластины, то коробление и искривление пластины уменьшают количество хороших кристаллов, то есть снижает выход годных. Ионное внедрение есть по самой своей сути низкотемпературный процесс. По пути внедренного иона вплоть до его остановки возникают повреждения кристаллической решётки кремния. Его проводят при температуре от до 0 С. При этом активируются внедренные ионы. Метод ионного внедрения состоит в том, что на поверхность полупроводниковой подложки определенной ориентации подается пучок ускоренных ионов примеси с энергиями Е, достаточными для их проникновения в полупроводник. Ускоренные ионы при внедрении соударяются с электронами и атомами полупроводника и тормозятся. Расстояние, которое проходит до торможения, называется длиной пробега, a средний пробег в направлении первоначальной траектории называется средней проекцией пробега Rp. Рассеяние средней проекции пробегов описывается - средним квадратичным отклонением Rp. Распределение средних проекции пробегов по глубине определяет концентрационные профили внедрённых ионов. На основе теории торможения ионов рассчитаны Rp и Rр. Для основных примесей, используемых в микросхемах, данные по Rp и Rp представлены в таблице 1 П 4 и на рис. При отсутствии эффекта каналирования рассеяние ионов носит случайный характер, и распределение их пробегов описывается функцией Гаусса. Для построения кривой распределения примесей необходимо знать два параметра: Распределение концентрации примеси в полупроводнике дается выражением. Максимальная концентрация внедренной примеси. С увеличением энергии ионов макcимум концентрации ионов перемещается в глубь полупроводника, а поверхностная концентрация падает. Электрические свойства легированных слоев зависят также от структурных дефектов, которые возникают при бомбардировке поверхности полупроводника ионами с высокими энергиями и которые принято называть радиационными. Ионы при внедрении в кристалл и взаимодействии с кристаллической решеткой образуют структурные дефекты типа дефектов по Френкелю. Эти дефекты создают вблизи поверхности полупроводника сильно разупорядоченные области. Структурные дефекты влияют на электрические свойства легированных слоев полупроводника. Они снижают подвижность носителей заряда. Таким образом, электропроводность легированных слоев определяется не только концентрацией введенной примеси, но и концентраций структурных дефектов. Кроме того, они приводят к появлению энергетических уровней в запрещенной зоне полупроводника, увеличивая скорость рекомбинации. Измерения показывают, что число дефектов решетки дорастает линейно с ростом дозы облучения. При больших дозах наступает насыщение, которое можно объяснить тем, что отдельные дефекты сливаются, образуй сплошной разупорядоченный слой, уже не имеющий кристаллической структуры рис. Для снижения концентрации дефектов после ионного внедрения производится отжиг полупроводниковых пластин. Кривые отжига дефектов для кремния при внедрении ионов сурьмы представлены на рис. Очевидно, что чем больше структурных нарушений, тем выше должна быть температура отжига и наоборот. Проведение отжигов при T При отжиге дефектов и активации примеси за счет диффузии, происходит, размытие концентрационного профиля. Для его установления можно найти решение одномерного уравнения диффузии для ограниченного источника примеси, представляющего собой легированный слой с гауссовым распределением примеси. Если, как и ранее, при рассмотрении диффузионных процессов предположить, что поверхность кремниевой пластины является отражающей границей, то есть обратная диффузия примеси не зависит от концентрации внедренных ионов, то распределение внедренных ионов после отжига дефектов описывается функцией Гаусса. Определить время воздействия пучка с плотностью тока 0. Кратность ионизации равна 1. Функции erfc Z 1 и exp -z2 2: Коэффициенты диффузии, энергия активации и растворимость примесей в кремнии. Зависимость усредненной удельной проводимости диффузионных слоев от поверхностной концентрации примеси. Зависимость коэффициентов диффузии атомов примесей в кремнии от температуры. Зависимость коэффициента диффузии атомов бора в кремний: Зависимость контактной разности потенциалов плавных p-n переходов в Si, GaAs от градиента концентрации примеси. Зависимости контактной разности потенциалов диффузионных p-n переходов в Si от поверхностной концентрации и Xj. Зависимость ширины ОПЗ и удельной емкости плавных p-n переходов от градиента концентрации. Зависимость напряжения пробоя плавных p-n переходов в Si и GaAs при К от градиента. Зависимость напряжения пробоя диффузионных p-n переходов от концентрации примесей в исходном материале. Главная Обратная связь Дисциплины:

Предельная растворимость примесей в кремнии

ИОННОЕ ВНЕДРЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ В КРЕМНИЙ

Диаграммы состояния кремний – примесь, кривые растворимости

Профиль распределения концентрации примесей в отдельных областях структуры