ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
26
примеси также стремится к нулю . При этих граничных условиях профиль
распределения примеси в момент времени t описывается функцией Гаусса :
,
4
exp),(
2
−=
Dt
x
Dt
Q
txN
π
(44)
причём доза введённой примеси .),()(
0
constQdxtxNtQ ===
∫
∞
В оба выражения
(43) и (44) входит величина DtL = , которая называется диффузионной длиной и
зависит от температуры (через коэффициент диффузии D) и времени
диффузионного процесса . Как видно из обеих формул, в отличие от
распределения ионно -имплантированной примеси , максимум концентрации
примеси при диффузии всегда находится на поверхности полупроводника . Чаще
всего диффузионное распределение (43) или (44) накладывается на базовую
концентрацию примеси N
B
, которой была предварительно легирована подложка .
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Работа может выполняться в одном из двух вариантов (определяется
преподавателем):
1. Получение и обработка экспериментальных данных.
2. Обработка экспериментальных данных.
Во втором варианте выполнение практических заданий следует начинать с
пункта 3. Тестовые данные для этого варианта содержатся в файле cvchar.txt и
получены для структур с различными профилями распределения примеси
(гауссовским, двойным гауссовским, дополнительной функцией ошибок).
ЗАДАНИЯ
1. Измерить площадь МДП-структуры.
2. Снять неравновесные высокочастотную и низкочастотную вольт -
фарадные характеристики МДП-структуры.
3. С помощью программы profil.exe определить профиль распределения
легирующей примеси в полупроводниковой подложке МДП-структуры: а ) в
рамках аппроксимации обеднения; б ) с учётом влияния поверхностных
состояний; в) с учётом влияния свободных носителей; г) с учётом влияния ПС и
свободных носителей заряда ; д) с учётом поправки Кеннеди-О 'Брайена; е ) с
учётом всех поправок. Построить графики полученных профилей распределения
примеси .
4. Оценить величину каждой из поправок.
5. По полученному профилю определить метод легирования полупроводника
(ионная имплантация или диффузия).
6. Определить главные моменты распределения легирующей примеси :
средний проективный пробег R
p
и его стандартное отклонение
p
R
∆
для ионно -
легированной структуры или диффузионную длину для случая диффузионного
легирования.
пр и ме си та кж е стр е ми тся к нулю . П р и эти х гр а ни чны х усло ви ях пр о ф и ль
р а спр е де ле ни я пр и ме си в мо ме нтвр е ме ни t о пи сы ва е тся ф ункци е й Га усса :
Q x2
N ( x, t ) = exp − ,
(44)
πDt 4 Dt
∞
пр и чём до за вве дённо й пр и ме си Q(t ) = ∫ N ( x, t )dx = Q = const . В о б а вы р а ж е ни я
0
(43) и (44) вх о ди тве ли чи на L = Dt , ко то р а я на зы ва е тся ди ф ф узи о нно й дли но й и
за ви си т о т те мпе р а тур ы (че р е з ко эф ф и ци е нт ди ф ф узи и D) и вр е ме ни
ди ф ф узи о нно го пр о це сса . Ка к ви дно и з о б е и х ф о р мул, в о тли чи е о т
р а спр е де ле ни я и о нно -и мпла нти р о ва нно й пр и ме си , ма кси мум ко нце нтр а ци и
пр и ме си пр и ди ф ф узи и все гда на х о ди тся на по ве р х но сти по лупр о во дни ка . Ч а щ е
все го ди ф ф узи о нно е р а спр е де ле ни е (43) и ли (44) на кла ды ва е тся на б а зо вую
ко нце нтр а ци ю пр и ме си NB , ко то р о й б ы ла пр е два р и те льно ле ги р о ва на по дло ж ка .
ПР А К Т И ЧЕ СК А Я ЧА СТ Ь
Ра б о та мо ж е т вы по лняться в о дно м и з двух ва р и а нто в (о пр е де ляе тся
пр е по да ва те ле м):
1. П о луче ни е и о б р а б о тка экспе р и ме нта льны х да нны х .
2. О б р а б о тка экспе р и ме нта льны х да нны х .
В о вто р о м ва р и а нте вы по лне ни е пр а кти че ски х за да ни й сле дуе т на чи на тьс
пункта 3. Те сто вы е да нны е для это го ва р и а нта со де р ж а тся в ф а йле cvchar.txt и
по луче ны для стр уктур с р а зли чны ми пр о ф и лями р а спр е де ле ни я пр и ме си
(га уссо вски м, дво йны м га уссо вски м, до по лни те льно й ф ункци е й о ш и б о к).
ЗА ДА НИ Я
1. И зме р и тьпло щ а дьМ Д П -стр уктур ы .
2. Снять не р а вно ве сны е вы со ко ча сто тную и ни зко ча сто тную во льт-
ф а р а дны е х а р а кте р и сти ки М Д П -стр уктур ы .
3. С по мо щ ью пр о гр а ммы profil.exe о пр е де ли ть пр о ф и ль р а спр е де ле ни я
ле ги р ую щ е й пр и ме си в по лупр о во дни ко во й по дло ж ке М Д П -стр уктур ы : а ) в
р а мка х а ппр о кси ма ци и о б е дне ни я; б ) с учёто м вли яни я по ве р х но стны х
со сто яни й; в) с учёто м вли яни я сво б о дны х но си те ле й; г) с учёто м вли яни я П С и
сво б о дны х но си те ле й за р яда ; д) с учёто м по пр а вки Ке нне ди -О 'Бр а йе на ; е ) с
учёто м все х по пр а во к. П о стр о и тьгр а ф и ки по луче нны х пр о ф и ле й р а спр е де ле ни я
пр и ме си .
4. О це ни тьве ли чи ну ка ж до й и з по пр а во к.
5. П о по луче нно му пр о ф и лю о пр е де ли тьме то д ле ги р о ва ни я по лупр о во дни ка
(и о нна я и мпла нта ци я и ли ди ф ф узи я).
6. О пр е де ли ть гла вны е мо ме нты р а спр е де ле ни я ле ги р ую щ е й пр и ме си :
ср е дни й пр о е кти вны й пр о б е г Rp и е го ста нда р тно е о ткло не ни е ∆R p для и о нно -
ле ги р о ва нно й стр уктур ы и ли ди ф ф узи о нную дли ну для случа я ди ф ф узи о нно го
ле ги р о ва ни я.
26
