Методы расчета диффузионных структур. Быкадорова Г.В - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

12
3.1. Определение поверхностного сопротивления диффузионного слоя
на стадии загонки
На этапе загонки примеси , которая описывается по модели диффузии из
постоянного (бесконечного ) источника в полуограниченное тело, распределение
описывается erfc-функцией
исхS
C
Dt
x
erfcCtxC −⋅=
2
),(
,
где C
S
– предельная растворимость диффузанта в кремнии при заданной
температуре; С
исх
–исходная концентрация в подложке с противоположным типом
проводимости ; D – коэффициент диффузии; t – время диффузии.
Определив глубину залегания x
j
p-n перехода из условия C(x
j
,t) – C
исх
=0,
запишем формулу для нахождения поверхностного сопротивления
диффузионного слоя:
∫
−µ
=
j
x
0
исхS
S
dx]C
Dt2
x
erfcC)[C(q
1
R
.
Задания
1. Рассчитать и построить температурные зависимости подвижности электронов и
дырок в кремнии, легированном донорной (акцепторной ) примесью с
концентрацией 10
18
см
-3
в диапазоне температур от комнатной до 500
о
С:
а) с учетом рассеивания носителей на колебаниях кристаллической решетки;
б) с учетом электронно-дырочных столкновений.
2. Рассчитать и построить концентрационные зависимости подвижности
электронов и дырок в кремнии, легированном донорной (акцепторной )
примесью , от собственной концентрации до 10
21
см
-3
при температурах 0, 20,
100 и 200
о
С.
3. При температуре 20
о
С рассчитать величину поверхностного сопротивления на
этапе загонки примеси бора в подложку кремния марки КЭФ 7.5. Загонка
проводилась при температуре 1050
о
С в течение 20 минут из бесконечного
источника с концентрацией , равной предельной растворимости .
4. В кремниевую подложку р-типа с исходной концентрацией 5⋅10
14
см
-3
из
бесконечного источника с концентрацией , соответствующей предельной
растворимости , проводится загонка фосфора при температуре 1050
о
С в
течение 30 минут.
Рассчитать слоевое сопротивление активной области при комнатной
температуре 20
о
С. 
                                                       12



          3.1. О предел ен и е поверхн остн ого сопроти вл ен и яди ф ф у зи он н ого сл оя
                                       н а стади и загон к и

      На этапе загон к и при м еси , к отораяопи сываетсяпо м одел и ди ф ф у зи и и з
постоян н ого (беск он ечн ого) и сточн и к а в пол у огран и чен н ое тел о, распредел ен и е
опи сываетсяerfc-ф у н к ци ей

                                                               x
                                    C ( x, t ) = C S ⋅ erfc          − Cисх ,
                                                              2 Dt

где CS – предел ьн ая раствори м ость ди ф ф у зан та в к рем н и и при задан н ой
тем перату ре; С исх –и сходн аяк он цен траци яв подл ожк е спроти вопол ожн ым ти пом
проводи м ости ; D – к оэф ф и ци ен т ди ф ф у зи и ; t – врем яди ф ф у зи и .
        О предел и в гл у би н у зал еган и я xj p-n перехода и з у сл ови яC(xj,t) – Cисх=0,
запи шем         ф орм у л у   дл я н ахожден и я поверхн остн ого               сопроти вл ен и я
ди ф ф у зи он н ого сл оя:
                                                          1
                                 RS =    xj
                                                                                .
                                                            x
                                        q ∫ µ(C)[C S erfc      − C и сх ]dx
                                          0               2 Dt

                                                     Задан и я

1. Рассчи тать и построи ть тем перату рн ые зави си м ости подви жн ости эл ек трон ов и
   дырок в к рем н и и , л еги рован н ом дон орн ой (ак цепторн ой ) при м есью с
   к он цен траци ей 1018 см -3 в ди апазон е тем перату р от к ом н атн ой до 500 оС:
       а) су четом рассеи ван и ян оси тел ей н а к ол ебан и ях к ри стал л и ческ ой решетк и ;
       б) су четом эл ек трон н о-дырочн ыхстол к н овен и й .
2. Рассчи тать и построи ть к он цен траци он н ые зави си м ости подви жн ости
   эл ек трон ов и дырок в к рем н и и , л еги рован н ом дон орн ой (ак цепторн ой )
   при м есью , от собствен н ой к он цен траци и до 1021 см -3 при тем перату рах 0, 20,
   100 и 200 оС.
 3. При тем перату ре 20 оС рассчи тать вел и чи н у поверхн остн ого сопроти вл ен и ян а
    этапе загон к и при м еси бора в подл ожк у к рем н и я м арк и К Э Ф 7.5. Загон к а
    проводи л ась при тем перату ре 1050 оС в течен и е 20 м и н у т и з беск он ечн ого
    и сточн и к а ск он цен траци ей , равн ой предел ьн ой раствори м ости .
 4. В к рем н и еву ю подл ожк у р-ти па с и сходн ой к он цен траци ей 5⋅1014 см -3 и з
    беск он ечн ого и сточн и к а с к он цен траци ей , соответству ю щей предел ьн ой
    раствори м ости , проводи тся загон к а ф осф ора при тем перату ре 1050 оС в
    течен и е 30 м и н у т.
          Рассчи тать сл оевое сопроти вл ен и е ак ти вн ой обл асти при к ом н атн ой
    тем перату ре 20 оС.

Страницы