Методы расчета диффузионных структур: Методические указания

М инисте р ство о б р а зо ва ния Р Ф В о р о не ж ский г о суниве р сите т Ф и зи ческ и й ф ак у л ьтет К аф едра ф и зи к и пол у проводн и к ов и м и к роэл ек трон и к и

М етоди ческ и е у к азан и я М е то ды р а сче та диффузио нны х стр уктур (дл ясту ден тов 4,5 к у рсов специ ал ьн ости 014100 "М и к роэл ек трон и к а и пол у проводн и к овые при боры" ф и зи ческ ого ф ак у л ьтета)

Состави л и : Бык адорова Г.В . Гол ьдф арб В .А. К ожевн и к ов В .А. Гашк ов А.Н.

В орон еж 2002

2

М етоди ческ и е у к азан и ясоставл ен ы н а к аф едре ф и зи к и пол у проводн и к ов и м и к роэл ек трон и к и В орон ежск ого госу дарствен н ого у н и верси тета доцен том Бык адоровой Г.В ., доцен том Гол ьдф арбом В .А., к ан ди датом техн и ческ и х н ау к К ожевн и к овым В .А. и и н жен ером Гашк овым А.Н. под редак ци ей док тора техн и ческ и хн ау к Асессорова В .В .

В дан н ых м етоди ческ и х у к азан и ях рассм отрен ы м етоды расчета к он цен траци он н ых проф и л ей и эл ек троф и зи ческ и х парам етров пол у проводн и к овыхстру к ту р, пол у чен н ыхди ф ф у зи ей . К аждый раздел содержи т ф и зи ческ у ю и м атем ати ческ у ю м одел и техн ол оги ческ ого процесса, задан и яи к он трол ьн ые вопросы. Дл яряда ти повых задач при веден ы решен и я с соответству ю щи м програм м н ым обеспечен и ем , н апи сан н ым н а язык е Паск ал ь и ори ен ти рован н ым н а и спол ьзован и е персон ал ьн ыхк ом пью теров ти па IBM. М етоди ческ и е у к азан и япредн азн ачен ы дл япроведен и яау ди торн ых зан яти й и сам остоятел ьн ой работы сту ден тов ф и зи ческ ого ф ак у л ьтета 4 и 5 к у рсов по специ ал ьн ости 014100 "М и к роэл ек трон и к а и пол у проводн и к овые при боры" и сту ден тов 6 к у рса, обу чаю щи хся в м аги страту ре по н аправл ен и ю "Ф и зи к а" (специ ал и заци я "Пол у проводн и к овые при боры и м и к роэл ек трон и к а") при и зу чен и и спецк у рсов “М атем ати ческ ое м одел и рован и е техн ол оги ческ и х процессов в м и к роэл ек трон и к е”, “Ф и зи ческ и е осн овы техн ол оги и и пол у проводн и к овых при боров и и н теграл ьн ых схем ”, “Ф и зи ческ и е осн овы м и к роэл ек трон и к и и н ан оэл ек трон и к и ”. Печатаетсяпо решен и ю НМ С ф и зи ческ ого ф ак у л ьтета от 14 и ю н я2002 г.

3

СО ДЕ РЖ АНИ Е 1. Распредел ен и е при м еси при дву хстади й н ой ди ф ф у зи и

..… … … … … … .… 4

2. Распредел ен и е при м еси при двой н ой посл едовател ьн ой ди ф ф у зи и

… …

6

3. Поверхн остн ое сопроти вл ен и е л еги рован н ыхсл оев … … … … … … … … …

10

3.1. О предел ен и е поверхн остн ого сопроти вл ен и яди ф ф у зи он н ого сл оя н а стади и загон к и … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ... 12 3.2. О предел ен и е поверхн остн ого сопроти вл ен и яди ф ф у зи он н ого сл оя н а стади и разгон к и … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 15 4. О предел ен и е режи м ов ди ф ф у зи и по задан н ым парам етрам распредел ен и япри м еси ..… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

18

Л и терату ра … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 23

4 1. Ра спр е де ле ние пр име си пр и двухста дий но й диффузии В пл ан арн ой техн ол оги и процесс ди ф ф у зи и разби вается н а две стади и . Т ради ци он н о, первая стади я - загон к а осу ществл яется в течен и е к оротк ого врем ен и t1 при тем перату ре T1 и з беск он ечн ого и сточн и к а с к он цен траци ей Cs, определ яем ой в бол ьши н стве сл у чаев предел ьн ой раствори м остью при м еси в подл ожк е. В веден н ое н а стади и загон к и к ол и чество при м еси (доза л еги рован и я) Q сл у жи т и сточн и к ом ди ф ф у зан та н а второй стади и - разгон к е. Разгон к а осу ществл яетсяв течен и е врем ен и t2 при тем перату ре T2. Т ем перату ры T1 и T2 н а обеи х стади яхопредел яю т к оэф ф и ци ен ты ди ф ф у зи и D1 и D2. На первой стади и ди ф ф у зи он н ого процесса его м атем ати ческ ая м одел ь своди тся к ди ф ф у зи и и з постоян н ого (беск он ечн ого) и сточн и к а в пол у огран и чен н ое тел о. В этом сл у чае распредел ен и е при м еси опи сываетсяerfcф у н к ци ей C ( x, t1 ) = C s erfc

x 2 D1t1

.

Поверхн остн ая пл отн ость атом ов введен н ой при м еси н а стади и загон к и есть доза л еги рован и яQ: Q = 2C s

D1t1 . π

Е сл и проф и л ь распредел ен и я при м еси н а стади и загон к и н е вл и яет н а проф и л ь распредел ен и я посл е разгон к и , что выпол н яется при у сл ови и D1t1