Физико-химические основы технологии электронных средств. Смирнов В.И. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

50
к середине запрещенной зоны. В широкозонных материалах, какими являются
многие полупроводниковые соединения группы А
3
В
5
, это приводит
к появлению областей с низкой электропроводностью. Эти области могут быть
использованы для изоляции элементов полупроводниковой ИМС друг от друга.
Поверхность пластины в этом случае облучается протонами или ионами
инертных газов с высокими энергиями. В качестве защитной маски использу-
ются пленки фоторезиста толщиной около 5 мкм или пленки тяжелых метал-
лов, обладающих высокой тормозной способностью. Дозы облучения состав-
ляют величину 10
14
− 10
16
см
-2
. При облучении, например, арсенида галлия и
твердых растворов на его основе протонами с энергией 100 кэВ толщина обра-
зующегося изолирующего слоя составляет около 1 мкм.
Радиационно-стимулированная диффузия
Радиационно-стимулированная диффузия представляет собой метод
управляемого легирования полупроводников на основе комбинации процессов
ионной имплантации и диффузии. Данный метод характеризуется более низкой
температурой подложки по сравнению с равновесной диффузией, низким уров-
нем радиационных дефектов по сравнению с обычным методом ионной им-
плантации, размещением большей части внедренной примеси в электрически
активных положениях.
Радиационно-стимулированная диффузия происходит под влиянием бом-
бардировки полупроводника легкими частицами (протонами, нейтронами) или
ионами элементов, электрически неактивных в полупроводнике (He, Ar, Kr, N и
другие). В зависимости от энергии ионов глубина слоя с радиационными де-
фектами может достигать несколько микрометров (при облучении ионами
с энергией 10 − 100 кэВ) или составлять всего несколько моноатомных слоев
(при облучении низкоэнергетическими частицами).
Принцип радиационного стимулирования процесса диффузии состоит
в генерации избыточных вакансий в решетке полупроводника с последующим
обменом местами между ними и примесными атомами, перемещающимися
по кристаллу. В исходном состоянии примесь находится в тонком приповерх-
ностном слое полупроводника и вводится либо методом ионной имплантации,
либо методом «мелкой» диффузии. Обязательным условием радиационно-
стимулированной диффузии является низкая температура процесса, так как с
ростом температуры возрастает интенсивность рекомбинации радиационных
дефектов, что приводит к снижению скорости диффузии. Относительное уве-
личение коэффициента диффузии за счет избыточных вакансий в кремнии мо-
жет достигать от 3 до 5 порядков.
Радиационно-стимулированная диффузия представляет собой весьма
гибкий метод легирования, позволяющий регулировать в широких пределах
профиль распределения примеси за счет изменения глубины генерируемых де-
фектов (глубина зависит от энергии ионов). Процесс легирования может быть
легко локализован с помощью стандартных методов маскирования, применяе-

Страницы