Автоматизация технологического проектирования РЭС. Королев А.П - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

гическая модель позволяет также корректно привести в соответствие соот-
ношения для коэффициентов диффузии основных и неосновных носителей
pnpn
q
kT
D
,,
µ=
и, кроме того, уточнить времена жизни τ
n, p
∼ L
2
/D
n,p
для
экспериментов в сильнолегированном кремнии, основанных на измерении
диффузионной длины L неосновных носителей заряда.
Модель сужения «электрической» ширины запрещенной зоны
кремния.
Для расчета электрических характеристик биполярного транзи-
стора в дальнейшем будут использованы значения «электрической» шири-
ны запрещенной зоны
эл
g
E∆ (просто ∆Е
g
), что отражено в рассмотренной
модели искажений энергетической зоны. Поскольку в различных экспери-
ментах получен довольно значительный разброс величин
∆Е
g
кроме инст-
рументальных погрешностей важно выявить принципиальные причины
физико-технологического разброса. Влияние разных статистик, применяе-
мых при обработке экспериментальных данных
∆Е
g
, отражено в соотноше-
ниях Больцмана для электронов и дырок с соответствующим пересчетом
значений
∆Е
g
, экспериментально определенных в электрических измерени-
ях. К другим вопросам коррекции
∆Е
g
, вытекающим из условий опыта, сле-
дует отнести технологический фактор, связанный с искажением кристалли-
ческой решетки при сильном легировании полупроводника. Имеется два
физико-технологических эффекта, связанных с искажениями кристалличе-
ской решетки при сильном легировании; перенасыщение легирующими
атомами и нарушение, вызванное имплантацией примеси. Если напряжение
решетки из-за перенасыщения легирующими атомами снимается в основ-
ном соответствующим режимом отжига, то искажение решетки после диф-
фузии из иоино-имплантированных слоев не снимается стандартными про-
цессами отжига. Причем сужение ширины запрещенной зоны в сильноле-
гированных искаженных решетках кремния (
С
A,D
≥ 10
20
см
-3
) соответствова-
ло величине
D
max
= 32 мэВ. Использование величины D(С
A,D
, Т), связанной
с нерегулярностями в распределении результирующей примеси при соот-
ветствующих технологиях формирования сильнолегированных областей
(без имплантации
D=0, с имплантацией 20≤D
≤
32 мэВ), позволяет транс-
формировать выражение для ширины запрещенной зоны в более общее
(
)
TCDSEE
gg
,
эл
−+∆=∆ , (1.68)
где S определяется статистикой носителей, а D – рассмотренными нерегу-
лярностями; величина
D является функцией дозы имплантации.
Отметим, что составляющие
S и D в (1.68) носят компенсирующий ха-
рактер, однако вследствие значительной разности
S – D ≈ 10…40 мэВ ими
нельзя пренебрегать для выявления сути разброса имеющихся эксперимен-
тальных данных.
Для того чтобы установить некоторую аппроксимирующую функцию
∆E
g
(С
A,D
), сделаем ряд замечаний. Наиболее достоверными результатами
экспериментальной идентификации
∆E
g
являются данные на структурах с
тонкими диффузионными слоями, для которых наблюдается хорошее со-
гласование с экспериментом [1]; кроме того, для большинства из них име-
ется согласование времен жизни носителей заряда. Таким образом, эмпи-
рическая аппроксимация
∆E
g
(
)
мэВ 5,0
21
2
++=∆ AAqE
g
, (1.69)
где
−⋅
−
=
типа, Si ,101,5 ln
типа; Si ,10 ln
17
17
nn
pp
A
скорректированная с учетом выражения (1.68).
Зависимости времен жизни электронов и дырок. Зависимости вре-
мен жизни электронов и дырок τ
n
и τ
p
, определенные разнообразными ме-
тодами для широкого диапазона концентраций примеси, приведены на рис.
1.23. Так как интегральная скорость рекомбинации достаточно хорошо ап-
проксимируется двумя типами рекомбинации (ШРХ и Оже) [1], на зави-
симости
τ
р
(С
D
) можно выделить две модельные характеристики: τ
р
~ С
D
–

Страницы