Физико-химические основы электронно-вычислительных средств. Филатов Б.Г - 32 стр.

UptoLike

32
Диффузия из постоянного источника
Диффузант поступает в полубесконечное тело через плоскость x = 0
из источника, обеспечивающего постоянную концентрацию примеси N
0
на поверхности раздела твердое тело–источник в течение любого вре-
мени. Такой источник называют бесконечным или источником беско-
нечной мощности. Полагается, что в принимающем диффузиант теле
нет рассматриваемой примеси.
Начальное распределение концентраций и граничные условия для
этого случая задаются в виде:
N(x, 0) = N
0
для x = 0;
N(x, 0) = 0 для x > 0.
Решением уравнения (3.6) для данных условий является выражение
()
0
, erfc .
2
x
Nxt N
Dt
=
(3.10)
Если в объеме полупроводникового материала до диффузии имелась
примесь противоположного типа по отношению к диффундирующей, эта
примесь распределена по объему равномерно и ее концентрация равна
N
исх
, то в этом случае в полупроводнике образуется электронно-дыроч-
ный переход. Его положение (глубина залегания) x
p–n
определяется ус-
ловием N(x, t) = N
исх
, откуда
исх
0
erfc
2
pn
x
N
N
Dt
=
(3.11)
и
–1
исх
0
2erfc ,
pn
N
xDt
N
=
(3.12)
здесь запись erfc
–1
обозначает аргумент z функции erfc.
Рассмотренная модель диффузионного процесса с постоянным ис-
точником описывает процесс диффузионного легирования полупровод-
никового материала из газовой или паровой фазы. Этот процесс исполь-
зуется при создании сильно легированных диффузионных слоев
(например, эмиттерных) с поверхностными концентрациями N
0
, близ-
кими к значениям предельной твердой растворимости примеси N
пред
в
данном полупроводниковом материале.