Меняя окружающую среду и температуру диффузии, можно управлять величиной параболической константы роста окисла

Если m > 1, то примесь при окислении оттесняется в кремний и ее концентрация на границе раздела двух фаз возрастает. Если же m < 1, то примесь поглощается окислом и поверхность кремния обедняется ею. Следует учитывать, что при окислении на каждую единицу объема окисла затрачивается 0,44 объема кремния. Поэтому даже при m = 1 поверхность кремния будет слегка обедняться примесью.

Меняя окружающую среду и температуру диффузии, можно управлять величиной параболической константы роста окисла B и тем самым управлять перераспределением примеси. На рисунке 7 показано влияние условий окисления кремния на величину поверхностной концентрации примеси при разгонке.

Рисунок 7. Перераспределение примесей на границе раздела SiSiO2 при диффузии в зависимости от температуры и характера окисляющей среды

С ростом температуры коэффициент диффузии примеси в кремнии увеличивается быстрее, чем константа B, вследствие чего при высоких температурах и малой скорости окисления (сухой кислород) обеднение примесью кремния незначительно. При снижении температуры коэффициент диффузии уменьшается (примерно на порядок величины на каждые 100 °С), что приводит к уходу большего числа атомов примеси в окисел (рис.7). Во влажном кислороде скорость окисления велика, поэтому перераспределение примеси в этом случае больше, однако его температурная зависимость незначительна.

Контроль параметров диффузионных слоев. К параметрам диффузионного слоя относят глубину залегания p — n-перехода xj, поверхностное сопротивление слоя Rs (поверхностную концентрацию примеси Ns) и зависимость концентрации примеси от глубины N(x).

Обычно xj измеряют с помощью сферического шлифа. Для этого вращающимся металлическим шаром диаметром 20 — 150 мм, на поверхность которого нанесена алмазная паста, вышлифовывают лунку на поверхности пластины. Образовавшаяся лунка должна быть глубже уровня залегания p — n-перехода (рис.8).

You can leave a response, or trackback from your own site.

Leave a Reply