ФХОМНТ_Журнал_сем_Диффузия2 (1245597), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

SiO2

Si n-типа

Рис.1. Кремниевая подложка

П
одложка рис.2 устанавливается в реактор для осуществления диффузии примеси и образования в районе технологического окна области с другим типом проводимости (p-типа). Необходимо рассчитать нижеприведенные технологические параметры для получения области p-n перехода.

Рис.2. Кремниевая подложка, в которой поток диффузанта формирует область p-n перехода

Поскольку р-карман имеет невысокую поверхностную концентрацию примеси и

значительную глубину, то для его формирования используется двухстадийный процесс

термической диффузии.

Этап 1 - Загонка примеси.

1. Необходимо записать исходные данные согласно варианту задания:

Толщина области p-кармана: x_п= 2,4 мкм;

Концентрация примеси p-кармана: Ν₀ = 4·10¹⁶ см^-3;

Концентрация примеси в подложке: N_исх= N_подл = 2·10¹⁵ см^-3.

Температура загонки =

Температура разгонки =

2. Расчёт параметров загонки:

Вычислим произведение коэффициента диффузии на время разгонки [см²]:

3. Определение значения поверхностной концентрации примеси N○з

Необходимо задать значение поверхностной концентрации примеси N○з из условия

N○ < N○з < Nпред.

где N_пред - предельная концентрация примеси.

Поскольку в данном случае примесью является бор, то N_пред = 3·10²⁰ см-3.

Значит 4·10¹⁶ < N○з < 3·10²⁰

Выберем N○з = 3·10¹⁸ см-3.

4. Задавшись температурой разгонки согласно варианту задания t°р = , по графику

D = f(t°, N○з , Nисх ) (рис. 3.) [13],

Рисунок 3. – Температурная зависимость коэффициента диффузии фосфора и бора в

кремний. Nисх и N○ – исходная и поверхностная концентрации примесей, см-3

определим Dр = _______ см²/с. (значение нужно определить по графику)

5. Вычисляем время разгонки примеси

Время разгонки примести вычисляется по формуле:

=

6. Вычисляем необходимую дозу легирования

Необходимая доза легирования [см^-2]вычисляется по формуле:

7. Расчёт параметров загонки:

Произведение коэффициента диффузии на время загонки [см²]вычисляется по формуле:

Вычислим это произведение

8. Определение коэффициента диффузии Dз

Задавшись температурой загонки согласно варианту задания t°з = °С, по графику

D = f(t°, N○з , Nисх ) (рис. 3.) [13],

определим Dз = ________ см2/с. (значение нужно определить по графику)

9. Вычисление времени загонки примеси

Время загонки вычисляется по формуле:

=

Контрольные вопросы

1. Что является целью проведения диффузии

2.Что создается на границе области с измененном типом проводимости в результате диффузии примеси?

3.Какие элементы таблицы Менделеева используют для получения областей p-типа в кремнии и почему?

4.Какие элементы таблицы Менделеева используют для получения областей n-типа в кремнии и почему?

5.Какими законами описываются законы диффузии

6.Что устанавливает первый закон Фика?

7.Что устанавливает второй закон Фика?

8.На что указывает знак минус в первом законе Фика

9.В каком случае для формирования кармана p-n перехода используется двухстадийный процесс термической диффузии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев В.В., Столяров А.А. Физические основы наноинженерии. - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана. 2011.

2. Гуртов В.А. Твердотельная электроника.-М.: Техносфера. 2005.

3. Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., Гридчин В.А. Основы наноэлектроники.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.

4. Шик А.Я., Бакуева Л.Г., Мусихин С.Ф., Рыков С.А. Физика низкоразмерных систем, СПб, Наука, 2001.

5. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники, СПб, 2003.

6. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: учебное пособие для вузов. − 2-е изд. –

М.: Лаборатория базовых знаний, 2001.

7. Старосельский В.И. Физика полупроводниковых приборов микроэлектроники: учебное пособие. – М.: Юрайт, 2011.

8. Зиненко, В.И. Основы физики твердого тела [Текст]: учеб. пособие для вузов / В.И.

Зиненко, Б.И. Сорокин, Р.И. Турчин. – М.: Издательство физико-

математическойлитературы, 2001. 336с.

9. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: Учебное пособие для вузов / Под ред. Н.Д. Федорова. М.: Радио и связь, 2002.

10. Зегря Г.Г., Перель В.И. Основы физики полупроводников. М.: Физматлит, 2009.

Н.А. Афанасьева, Л.П. Булат. Физические основы электроники. Учебное пособие. СПб.:

СПБ ГУНиПТ, 2010. -181с.

11. Андреев В.В., Балмашнов А.А., Корольков В.И., Лоза О.Т., Милантьев В.П. Физическая

электроника и ее современные приложения. Учеб. пособие. М.: РУДН, 2008. – 383 с.

12. Парфенов, О.Д. Конструирование полупроводниковых интегральных схем. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1984.

13. Парфенов, О.Д. Расчѐт и конструирование интегральных транзисторов. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1997.

14.Коледов, Л.А. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для вузов / Коледов Л.А., Волков В.А., Докучаев Н.И. и др.; Под рад. Л.А. Коледова. – М.: Высш. шк., 1984. 231 с., ил.

Приложение №1

Варианты номеров для выполнения задания

Номер варианта соответствует порядковому номеру ФИО студента в списке группы.

Характеристики

Список файлов учебной работы