"justify"> Концентрація домішки при дифузії в напівпровідник найбільша в поверхневому шарі, а в глибині пластини падає до нуля. У виробництві транзисторних структур на кремнії інтерес представляють два випадки розподілу домішкових атомів. Якщо дифузія йде з джерела з постійною поверхневою концентрацією домішкових атомів С 0, то розподіл має вигляд
(2)
Для спрощення, замість erfc-функції можна використовувати апроксимацію
. (3)
Для цього випадку глибина залягання pn-переходу
. (4)
При формуванні транзисторної структури можлива послідовна дифузія ряду домішок, і пластина напівпровідника піддається багаторазовим циклам дифузії. Для розрахунку розподілу домішки С (x, t) у цьому випадку треба використовувати суму
Dt=D1t1 + D2t2 + D3t3 + D4t4 + ... (5)
Якщо дифузія йде з джерела з обмеженим вмістом домішки, що знаходиться в початковий момент в нескінченно тонкому поверхневому шарі, то профіль розподілу концентрації має вигляд
, (6)
де x - глибина, відповідна даної концентрації (см); t - тривалість дифузії домішки (с); N - щільність атомів домішки під одиницею площі поверхні, незмінна в будь-який момент дифузії (ат/см2); D - коефіцієнт дифузії домішки (см2 / с). [1]
1.2 Двостадійна дифузія
В планарної технології дифузію проводять в дві стадії, якщо потрібно отримати добре контрольовану низьку поверхневу концентрацію домішки.
Спочатку здійснюють коротку дифузію з джерела з постійною поверхневою концентрацією - загонками. Поверхнева концентрація визначається або граничної розчинністю домішки, або вмістом домішки в джерелі дифезанта.
Потім пластини витягують з печі і видаляють склоподібний шар, що утворюється на поверхні кремнієвої пластини при загонці в окисляющей атмосфері і що має склад, близький до складу боросилікатних або фосфорносілікатних стекол.
Чисті пластини поміщають в чисту піч для проведення другої стадії дифузії - разгонки, здійснюваної при більш високій температурі, так що D 2 t 2 >> D 1 t 1. Тонкий дифузійний шар, сформований на першій стадії дифузії, є джерелом з обмеженою кількістю домішки.
Введене при загонці кількість домішкових атомів N (ат/см2) служить джерелом дифезанта при подальшій разгонке протягом часу t2 з мінливих поверхневої концентрацією.
Розподіл домішки після стадії разгонки визначається виразом
(7)
загонками у багатьох випадках замінюється іонним легуванням. Атоми домішки впроваджуються в тонкий поверхневий шар з щільністю N (ат/см2). Іонна імплантація забезпечує точне регулювання поверхневої концентрації домішки при подальшій разгонке, так як
. (8)
Перевагою двухстадийной дифузії є можливість суміщення операції разгонки з вирощуванням маскирующей плівки окисла кремнію.
2. Дифузійні резіcтори
Резистори в складі ІМС характеризуються сукупністю параметрів, основними з яких є: номінальний опір R , допуск на номінал ±? R, температурний коефіцієнт опору TKR, потужність розсіювання Р. Ці параметри в кожному конкретному випадку залежать від по...
