Физические основы микроэлектроники. Попов В.Ф. - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

а) б) в)
Рис. 31 Получение p - n - перехода методом сплавления
Рис. 32 Участок диаграммы состояния системы
чистое вещество A – примесь B,
при малой концентрации примеси
Обозначим, k – коэффициент распределения (сегрегации)
L
S
C
C
k =
, (10.1)
где
S
C и
L
C – концентрации примеси в твердой и жидкой фазах.
Коэффициент k может быть рассчитан по
L
S – наклону линии ликвидус и
S
S – наклону линии солидус, при условии,
что эти линии линейны (что является действительным лишь при малой концентрации примеси).
Из рис. 32 имеем:
mnk
S
CC
TT
S
−
−
=
21
;
kCC
TT
S
mnk
L
/)( −
−
=
21
;
k
kCC
CC
S
S
mnk
mnk
S
L
=
−
−
=
/)(
. (10.2)
Толщина зоны сплавления зависит от интенсивности перемешивания расплава, его водности и коэффициента диффузии
примеси в расплаве. В результате реальный коэффициент расплавления отличается от равновесного, рассчитывают по
формулам (10.1), (10.2). Следовательно, можно ожидать, что при сплавлении (особенно при сплавлении полупроводника с
металлом) образуется зона с переменной концентрацией примеси.
Метод вытягивания из расплава. Сущность метода состоит в том, что при вытягивании монокристалла из расплава
(при изготовлении полупроводникового монокристалла) в него вводят сначала примесь, сообщающую ему n-, а затем p-
проводимость. Между двумя такими частями монокристалла образуется p-n-переход.
Диффузионный метод. Электронно-дырочный переход может быть получен также диффузией акцепторной примеси в
донорный полупроводник или донорной примеси в акцепторный полупроводник. Диффузию можно вести из газообразной,
жидкой или твердой фазы. Глубина проникновения примеси и залегания p-n-перехода определяется температурой и
временем проведения диффузии. Переходом служит граница, отделяющая области с различным типом проводимости.
Глубина диффузионного легирования – около 25 мкм.
Метод эпитаксиального наращивания
. Он состоит в осаждении на пластину, например кремния n-типа,
монокристаллической пленки кремния p-типа. На границе этой пленки и пластины образуется p-n-переход.
С помощью термообработки сплавов
. Суть эффекта: закаленный от температуры T
1
германий обладает p-
проводимостью. Если охлаждение вести медленно или нагреть (отжечь) сплав до 670 К,
то германий становится n-
проводящим (рис. 33).
Ионное внедрение (имплантация). Этот процесс заключается в том, что на поверхность кристалла направляют пучок
ионов, проникающих в глубь кристалла и остающихся там. На рис. 34 приведена схема установки для ионного легирования.
Имплантируемые ионы получаются путем ионизации соответствующего пара и экстрагируются из источника потенциалом
20 кВ.

Страницы