А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Поверхнева концентрація - домішка

Поверхнева концентрація домішки на етапі загонки Nm[см. ( 1) ]вибирається зазвичай максимальної і рівній межі розчинності домішки при даній температурі.

Для зменшення поверхневої концентрації домішки при виготовленні тонких дифузійних шарів методом дифузії з газової фази пропонується проводити дифузію в дві стадії.

Для визначення поверхневої концентрації домішки використовують знайдені експериментальним шляхом глибину залягання дифузійного p - n - переходу і значення поверхневого опору, за якими будують графічні залежності поверхневої концентрації N0 /[l /( psx.
Поскольку разброс поверхностных концентраций примеси на пластинах любой площади должен быть минимален во всем диапазоне концентраций от 1016 до 1021 атом /см3, то для достижения таких параметров существенна низкая летучесть первичного диффузанта, а затем и продуктов его термораспада: она должна быть минимально возможной при повышенных температурах. Желательно, чтобы полимерный слой превращался при термоокислении в плотную пленку с выделением при этом минимального количества дыма и сажи.
Поскольку разброс поверхностных концентраций примеси н; пластинах любой площади должен быть минимален во всем диа пазоне концентраций от 1016 до 1021 атом /см3, то для достижени; таких параметров существенна низкая летучесть первичного диф фузанта, а затем и продуктов его термораспада: она должна быт ]мінімально можливою при підвищених температурах. Ба кові, щоб полімерний шар перетворювався при термоокісленш в щільну плівку з виділенням при цьому мінімального кіль кості диму і сажі.

Основний внесок у зміну величини поверхневої концентрації домішки N3 вносить зміну температури джерела дифезанта. Помітний вплив надає зміна витрати газів (носія дифезанта і окислювача), що, очевидно, призводить до зміни концентрації дифезанта в потоці. Збільшення витрати газу-носія призводить до зменшення концентрації дифезанта в потоці, а збільшення витрати газу-окислювача - до її збільшення.

Отім способом можна плавно регулювати поверхневу концентрацію домішок в широкому діапазоні.

На коефіцієнт дифузії при даній температурі впливають поверхнева концентрація домішок, положення рівня Фермі в напівпровіднику і тиск парів летючого компоненту з'єднання.

Залежність концентрації домішки на поверхні кремнію від середньої провідності дифузійного шару. ХТУ, поверхневий опір шару Ren, поверхневу концентрацію домішки Л і залежність концентрації домішки від глибини.

При великих товщинах плівки і малої тривалості процесу дифузії поверхнева концентрація домішки в напівпровіднику є постійною, і плівку можна розглядати як необмежене джерело дифезанта.

Таким чином, розподіл концентрації домішки в цьому випадку залежить від поверхневої концентрації домішки Ns, коефіцієнта дифузії домішки D і часу дифузії /і відбувається за законом додаткової функції помилок.

Цей метод використовують для отримання високих пробивних напруг, якщо не дуже важлива поверхнева концентрація домішки. Поверхнева концентрація в цьому випадку виходить менше, ніж при дифузії в ампулі, так як відбувається зворотна дифузія легуючих домішок з поверхні матеріалу напівпровідника.

Графіки розподілу атомів домішки в напів.

поверхні; л: 0 - координата поверхні, через яку проводиться дифузія; М, - поверхнева концентрація домішки, підтримувана постійною протягом всього процесу; N (x, t) - концентрація дифундуючої домішки на будь-якій глибині в будь Час; t - час дифузії. 
Розрахунок технологічних режимів дифузії виконується при наступних відомих параметрах структури: хпер - глибина залягання р - га-переходу, см; jVop - поверхнева концентрація домішки для дифузійних областей, см 3; N - концентрація домішки, см 3 в рівномірно легованих областях.

Якщо дифузний шар створений на підкладці з метою освіти p - n - переходу, то такий шар характеризують чотирма параметрами: поверхневим опором р, поверхневої концентрацією домішки Nn, глибиною освіти р-я-переходу w і концентрацією домішки Na в вихідному матеріалі, яка визначає ступінь компенсації дифундуючої домішки.

У масовому виробництві інтегральних мікросхем дифузійні резистори не можуть бути виготовлені з досить малими межами допусків по ряду причин. Наприклад, важко витримувати необхідну поверхневу концентрацію домішок і глибину дифузії з високою точністю.

Перехід формується при дифузії атомів Р або As з газоподібних діффузант РН3 РОС1 або AsH3) містяться в газі-носії. Для придушення освіти мертвого шару поверхневу концентрацію домішки обмежують. З цією метою іноді додають кисень, який утворює диффузионное скло на основі Si02 яке потім видаляють.

При високих температурах швидкість взаємодії велика і на кремнії утворюється плівка продуктів реакції, яка служить джерелом домішки під час дифузії. Якщо маса плівки достатня, щоб поверхнева концентрація домішки в кремнії була постійною під час дифузії, то граничні умови рівняння (9.4) виконуються.

Прохідні характеристики зразків КПТ при відносно концентрацій Ns0 /Na (s 015. 0175. | Розподіл концентрацій домішок в каналі епітакеіального польового транзистора з верхнім затвором. На рис. 5 наведено розподіл концентрації домішок в затворі, каналі та підкладці епітаксійних-то польового транзистора . На малюнку прийняті наступні позначення: N s - поверхнева концентрація домішок при дифузії під верхній затвор, V s - концентрація домішок в підкладці на кордоні епітаксії-ального шару, W - товщина епітакеіального шару.

Контроль параметрів дифузійних шарів. У дифузійних областях зазвичай контролюють глибину залягання р - - переходу пров, питомий поверхневий опір шару сл і поверхневу концентрацію домішки Nu. При цьому використовується контрольна пластина-свідок з дифузійним шаром. визначення глибини залягання р - га-переходу може бути виконано за допомогою косого шліфа або кульової (циліндричної) лунки.

Вона дозволяє отримувати прилади з практично будь-якою площею р - я-переходів, відрізняється порівняльною легкістю контролю і регулювання глибини залягання р - я-переходу, поверхневої концентрації домішки і розподілу домішки в товщі кристала. Спосіб дає можливість проводити селективну дифузію домішок в планарной технології в разі маскування поверхні напівпровідника тонким шаром діелектрика.

Метод потрійний дифузії не дозволяє отримувати транзистори з високим коефіцієнтом посилення, який залежить від ефективності інжекції переходу емітер-база. Потрійна дифузія не дає можливості створювати великі градієнти концентрації домішки на цьому переході, так як в процесі виготовлення транзистора необхідно виконувати умову NSa NS6 NSK Nn, де NS9 N 6 SK - поверхневі концентрації домішки при дифузії емітера, бази і колектора; Na-концентрація домішки в підкладці.

Виконані до теперішнього часу дослідження[24-36]однозначно показали, що використання розчинів в технології створення електронно-доручених переходів в напівпровідникових матеріалах істотно спрощує процес, підвищує продуктивність, збільшує вихід придатних структур на стадії дифузії і, що є виключно важливим, дозволяє плавно регулювати поверхневу концентрацію домішок в широкому діапазоні при високій рівномірності розподілу дифезанта по поверхні пластини.

Найважливішим етапом виготовлення КМОН-ІМС є створення за допомогою дифузії ізольованих областей р-типу для подальшого формування в них МДП-транзисторів з каналами га-типу. Дифузію слід проводити на велику глибину і з дуже високою точністю при використанні малої концентрації легуючої домішки, так як від концентрації домішок залежать порогове і пробивну напруги МДП-транзисторів з каналами n - типу. Поверхнева концентрація дифундуючої домішки і поверхнева щільність зарядів в окисле QOK під затворами визначають співвідношення між напруженнями транзисторів з каналами р - і - типів. Збільшення щільності QOK може зменшити граничну напругу для транзисторів з каналом n - типу і одночасно збільшити його для транзисторів з каналом р-типу. Тому величини порогових напруг транзисторів цих двох типів дуже важко узгодити.

Якщо джерелом домішки є її пари (Ng), то дифузія ускладнюється процесами, що протікають на межі розділу твердої і парообразной фаз. З огляду на адсорбції і хімічних реакцій можуть утворюватися проміжні поверхневі фази і рішення дифузійного рівняння стає скрутним або неможливим. Однак, у багатьох випадках поверхнева концентрація домішки в напівпровіднику (особливо, якщо вона невелика) дуже мало залежить від тиску.

Для визначення товщини дифузійного шару заготівлю со-шліфовивают під кутом 5 і труять сумішшю азотної і плавикової кислот. Питомий опір вимірюють чотирьохзондовим методом при відстані між зондами 125 мм. За товщиною і питомому опору дифузійного шару розраховують поверхневу концентрацію домішки. Після дифузії виробляють також перевірку типу провідності кожного боку заготовки за допомогою термоелектричного зонда.

В цьому випадку вихідна пластина стає згодом тілом колектора транзистора. Через одну з поверхонь пластини проводиться спочатку дифузія домішки з метою створення базової області і переходу колектор-база. Потім через цю ж поверхню в пластину проводиться дифузія домішки іншого типу таким чином, що її концентрація на поверхні значно перевищує поверхневу концентрацію домішки, введеної під час першої дифузії.

Температурний режим сплаву з наступною дифузією з рекрісталлізованного. Створити невипрямляющімі контакт до цієї області практично неможливо. Тому при виготовленні сплавно-діффузнонних транзисторів на тій поверхні, куди буде проходити вплавлення, створюється дифузний з'єднувальний шар того ж типу провідності, що і базова область. Провідність з'єднувального шару повинна бути доста-точно високою для того, щоб забезпечити мале вхідний опір. Обмеження ступеня легування з'єднувального шару пов'язано тільки зі зменшенням пробивної напруги емітер - база при дуже великою поверхневою концентрації домішок в цьому шарі.

Дифузію, як правило, проводять в спеціальних кварцових ампулах при 1000 - 1350 С. Спосіб проведення дифузії і диф-фузант (домішка) вибирають в залежності від властивостей напівпровідника і вимог, що пред'являються до параметрів дифузійних структур. Процес дифузії пред'являє високі вимоги до обладнання і частоті легуючих домішок і забезпечує отримання шарів з високою точністю відтворення параметрів і товщини. Властивості дифузійних шарів ретельно контролюють, звертаючи увагу на глибину залягання p - n - переходу, поверхневий опір або поверхневу концентрацію домішки, розподіл концентрації домішки по глибині дифузійного шару і щільність дефектів дифузійного шару.