Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

34
стока расположены на одной стороне кристалла полупроводника , как показано
на рис. 1).
Данный тип МОП-транзистора изготавливается следующим образом .
1. В пластину кремния n
-
-типа через окна в окисной маске проводится
диффузия бора в два этапа (загонка с помощью ионного легирования и
разгонка) для создания прямоугольных p
+
-областей толщиной 1,5÷2,5 мкм
( истоковых ячеек).
2. Через окна в щкисной маске проводится диффузия фосфора также в
два этапа для создания прямоугольных n
+
-истоковых и стоковых областей
толщиной 0,5÷1,5 мкм .
3. Над боковыми частями p
+
-областей длиной r
0
-r
1
≤0,8÷1,2 мкм ,
образованными боковой диффузией бора и фосфора под края окисной маски ,
выращивается тонкий затворный окисел SiO
2
толщиной 0,08÷0,10 мкм .
4. Создается затвор путем осаждения сильнолегированного (N
a
≈10
19
÷10
20
см
-3
) поликремния p
+
-типа и алюминиевые контакты к n
+
-истоковым и
стоковым областям , а также к p
+
-областям между ними.
Боковые части n
+
-областей с радиусом закругления цилиндрического
перехода с p
+
-областью r
1
=(0,5÷1) мкм и боковые части p
+
-областей с радиусом
закругления металлургического перехода с n
-
-областями r
0
=1,5÷2 мкм можно
рассматривать в первом приближении как четверти цилиндров.
Под действием положительного напряжения U
зи
на затворе относительно
истока на поверхности p
+
-областей (при х =0 и при r
1
≤r≤r
0
) под затворным
окисным слоем создается инверсионный слой (канал).
Концентрация акцепторов вдоль оси ОУ на поверхности p
+
-областей , а
также вдоль любого радиуса r в боковых областях изменяется в первом
приближении по закону:
2
2
)(
−
=
tD
r
asa
B
eNrN , (1)
где N
as
≈(5⋅10
17
÷10
18
) см
-3
– поверхностная концентрация бора после всех
диффузионных процессов, tD
B
2 - диффузионная длина бора, t –время
диффузии бора.
Диффузионная длина tD
B
2 находится из условия равенства на кривой
r=r
0
концентрации доноров в подложке N
dn
((1÷4)⋅10
15
см
-3
) и акцепторов:
2
2
−
=
tD
r
asdn
B
eNN
. (2)
Отсюда имеем
)/ln(
2
0
dnas
B
NN
r
tD =
. (3)
Концентрация акцепторов на границе r
1
металлургического n
+
-p
+
-
перехода составляет обычно N
a
(r
1
) ≈(2⋅10
17
÷10
18
) см
-3
. 
                                                  34

стока располож ены на од ной стороне кристалла полупровод ника, как показано
на рис. 1).
       Д анны й тип М О П-транзистора изготавливается след ую щ им образом .
                                 -
       1. В пластину крем ния n -типа через окна в окисной м аске провод ится
д иф ф узия бора в д ва э тапа (заг онка с пом ощ ью ионного легирования и
разгонка) д ля созд ания прям оуг ольны х p+-областей толщ иной 1,5÷2,5 м км
(истоковы х яч еек).
       2. Ч ерез окна в щ кисной м аске провод ится д иф ф узия ф осф ора такж е в
д ва э тапа д ля созд ания прям оугольны х n+-истоковы х и стоковы х областей
толщ иной 0,5÷1,5 мкм .
       3. Н ад боковы м и частям и p+ -областей д линой r 0-r1≤0,8÷1,2 м км ,
образованны м и боковой д иф ф узией бора и ф осф ора под края окисной м аски,
вы ращ ивается тонкий затворны й окиселSiO2 толщ иной 0,08÷0,10 м км .
       4. Созд ается затвор путем осаж д ения сильнолегированного (Na ≈1019 ÷1020
см -3) поликрем ния p+ -типа и алю м иниевы е контакты к n+-истоковы м и
стоковы м областям , а такж ек p+ -областям м еж д уним и.
       Боковы е части n+ -областей с рад иусом закругления цилинд рического
               +                                            +
переход а с p -областью r1 =(0,5÷1) м км и боковы ечасти p -областей срад иусом
закругления м еталлург ического переход а с n--областями r0 =1,5÷2 м км м ож но
рассм атриватьвпервом приближ ениикакчетверти цилинд ров.
       Под д ей ствием полож ительного напряж ения Uзи на затвореотносительно
истока на поверхности p+ -областей (при х=0 и при r1 ≤r≤r 0) под затворны м
окисны м слоем созд ается инверсионны й слой (канал).
       К онцентрация акцепторов вд оль оси О У на поверхности p+-областей , а
такж е вд оль лю бог о рад иуса r в боковы х областях изм еняется в первом
приближ ении по закону:
                                         2
                                     
                          − r        
      N a (r ) =   N as e     2 D Bt 
                                        ,                                     (1)
      гд е Nas ≈(5⋅10 ÷10 ) см
                       17    18     -3
                                         – поверхностная концентрация бора после всех
д иф ф узионны х процессов, 2 D B t - д иф ф узионная д лина бора, t –врем я
д иф ф узиибора.
       Д иф ф узионная д лина 2 D B t наход ится из условия равенства на кривой
r=r0 концентрации д онороввпод лож кеNdn ((1÷4)⋅1015 см -3 ) иакцепторов:
                                    2
                             
                   − r       
      N dn = N as e       B 
                        2 D t
                                .                                             (2)
      О тсю д а им еем
                            r0
      2 DB t =                               .                                (3)
                      ln( N as / N dn )
     К онцентрация акцепторов на г ранице r1 м еталлургическог о n+ -p+-
переход а составляетобы ч но Na (r 1) ≈(2⋅1017÷1018) см -3 .

Страницы