Автоматизация технологического проектирования РЭС. Королев А.П - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 1.9 Зависимости собственного коэффициента диффузии бора, фосфора,
мышьяка и сурьмы от температуры (a); зависимость нормированного коэф-
фициента диффузии от нормированной концентрации для различных значе-
ний параметра β (б)
концентрациях примеси вводят понятие эффективного коэффициента диф-
фузии, равного сумме коэффициентов диффузии по различным зарядовым
состояниям вакансий
()
nnnn
nDnDnDDnD
+=−×
+++=
2
, (1.22)
где знаки ×, –
, =, + в верхних индексах означают соответственно нейтраль-
ную, отрицательную, дважды отрицательную и положительно заряженную
вакансии; п
п
= п/n
i
– нормированная концентрация электронов (для стати-
стики Больцмана), эффективное значение, определяющее замену концен-
трации заряженных вакансий концентрацией атомов примеси.
При низкой концентрации примеси п
п
<< 1, по определению, получаем
собственный коэффициент диффузии:
D
l
= D
×
+ D
-
+ D = +D
+
. (1.23)
При определении D(n
n
) (1.22) было найдено, что для каждой леги-
рующей примеси доминирующими могут быть разные заряженные вакант-
ные состояния. Акцепторы, заряженные отрицательно, диффундируют в
кристаллическую решетку по нейтральным положительно заряженным вакан-
сиям. Доноры, будучи заряженными положительно, диффундируют по ней-
тральным и отрицательно заряженным вакансиям.
Удобной для представления в численных технологических расчетах
моделей коэффициентов формулы (1.22) является следующая форма запи-
си:
(
)
(
)
(
)
+−−
+−−
β+β+β+
β+β+β+
=
iii
iiiiii
nPnnnn
DD
1
///1
2
1
, (1.24)
где D
i
– собственный коэффициент диффузии (2.38); β
i
–
, β
i
=
, β
i
+
– коэффи-
циенты, описывающие эффективность заряженных вакансий относительно
нейтральных; β
i
-
= D
–
/D
×
, β
i
=
= D
=
/D
×
, β
i
+
= D
+
/D
×
.
Температурные зависимости собственного коэффициента диффузии D
i
при п = р = т для бора, фосфора, мышьяка и сурьмы представлены на рис.
1.9, а. С учетом температурной зависимости для собственной концентрации
(1.20) на рис. 1.9, б приведены температурно-концентрационные зависимо-
сти нормированного коэффициента диффузии D/D
i
согласно (1.24), отра-
жающие усиление влияния вакансионного механизма на коэффициент D с
увеличением концентрации примесей и снижением температуры отжига.
Конкретизация вида формул (1.22) или (1.24) с учетом специфических
особенностей процесса диффузии для каждой из используемых примесей
составляет суть кинетических моделей температурно-концентрационных
моделей коэффициентов диффузии.
1.3 МОДЕЛИ ТЕРМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ
Термическое окисление кремния – один из наиболее важных техноло-
гических процессов для изготовления современных и перспективных полу-
проводниковых приборов БИС. Слой двуокиси кремния формируется на
подложке за счет химического соединения в полупроводнике атомов крем-
ния с кислородом при окислении в атмосфере либо сухого кислорода, либо
влажного кислорода, либо в парах воды. Окислитель подается к поверхно-
сти кремниевой подложки, нагретой в технической печи до высокой темпе-
ратуры (900…1200 °С). Окисление происходит гораздо быстрее в атмосфе-
ре влажного кислорода, поэтому влажное окисление используют для обра-
зования более толстых защитных пленок двуокиси кремния. Для получения
тонких стабильных пленок двуокиси кремния применяют окисление в ат-
мосфере сухого кислорода. Физика термического окисления описывается с
помощью простой модели трех потоков в статическом состоянии (рис.
1.10). Процесс окисления происходит на границе Si–SiO
2
, поэтому молеку-
лы окислителя диффундируют через все предварительно сформированные
слои окисла и лишь, затем вступают в реакцию на границе с окислом. Со-

Страницы