11_Технология интегральных радиоустройств (конспект лекций за второй семестр преподаватель Ляхова), страница 3
Описание файла
Файл "11_Технология интегральных радиоустройств" внутри архива находится в папке "Интегральные устройства радиоэлектроники 1". Документ из архива "конспект лекций за второй семестр преподаватель Ляхова", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "интегральные устройства радиоэлектроники" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "интегральные устройства радиоэлектроники" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "11_Технология интегральных радиоустройств"
Текст 3 страницы из документа "11_Технология интегральных радиоустройств"
jn = - D (dN / dx) , где N - число частиц (концентрация), х – направление распространения (1-ый закон закон Фика).
Различают два способа диффузии:
-
диффузию из газовой фазы (бесконечный источник); N
Nmax
t3 t1 < t2 < t3
t2
t1
0 x
Рис. Распределение концентрации примеси из постоянного источника.
Концентрация примеси в точке кристалла с координатой “х” при одноступенчатой диффузии зависит от времени диффузии:
N ( x,t ) = Nmax erfc ( x / ( 2 Ö``D`t )),
где erfc ( ) - дополнительная функция ошибок (табулированная).
При очень большой продолжительности диффузии (она идет при Ттам ) кристалл может оказаться равномерно легированным примесью. Ограничение времени диффузии t приводит к созданию на поверхности кристалла большей концентрации примеси, чем в глубине. Пределом является величина максимальной растворимости этой примеси в веществе кристалла при конкретной температуре. Такой профиль легирования используется, например, для создания эмиттерных областей транзисторов.
- диффузию из твердой фазы (конечный источник).
1) Сначала осаждают на поверхность кристалла примесь числом А. 2) Затем источник диффузанта удаляют. 3) Выдерживают при температуре Т диффузии в течение времени t. При этом примесь диффундирует из поверхностного слоя вглубь.
N 1) N 2) N
A A
0
х 0 х 0 х
Рис. Этапы двухступенчатой диффузии.
Концентрация примеси в сечении “х” кристалла характеризуется распределением Гаусса:
N ( x,t ) = ( A / Ö`p D t ) exp ( - x2 / ( 4 D t )).
Процесс предопределяет меньшую концентрацию примеси, но более равномерную вглубь кристалла.
Ионная имплантация основана на физическом внедрении легирующей примеси. По сравнению с диффузией метод производится существенно быстрее, но требует прецизионного энергетического контроля во избежании повреждения поверхности.
Рис. Зависимость проникновения примеси от энергии атома.
Диффузионное легирование приводит к размыванию краёв области легирования.
Ионная имплантация (ионное легирование): получаются резкие края зоны легирования
С помощью ионной имплантации можно получить заглубленное легирование.
Для этого подбирается энергия ионного пучка. Возможна последующая диффузионная разгонка.
Окисление обычно проводится подачей в изолированный химический реактор определенного газа.
Для наноэлектронных устройств возможно применение атомного силового микроскопа (АСМ). При подаче напряжения на проводящий АСМ зонд на поверхности образца может начаться электрохимический процесс, и металлический слой под зондом начнет окисляться. Этот метод используется на воздухе, а зонд и поверхность материала покрыты тонким слоем абсорбированной воды. Когда зонд приближается достаточно близко к поверхности образца, эти абсорбированные слои соприкасаются, и вследствие капиллярного эффекта, между острием и образцом возникает водяная перемычка. Таким образом, при подаче напряжения возникает электрохимическая реакция между зондом и поверхностью образца в водной среде. Если поверхность имеет положительный заряд, а острие – отрицательный, то они будут электрохимически взаимодействовать как анод и катод соответственно. Непосредственно под острием начнет расти оксидный слой.
