Курсовая работа

по «Физико-химическим основам технологии РЭА»

«Расчет распределении примесей в кремнии при диффузионном легировании».

Выполнил: студент группы РДТ-10

Борисов К.П.

Проверил:

Фискина М.М.

Иркутск

Расчет распределения примеси при диффузионном легировании.

Цель работы: Рассчитать распределение примеси после диффузионного легирования при создании кремниевого биполярного n-p-n-транзистора. Определить глубины залегания коллекторного, эмиттерного переходов, ширину базы транзистора.

1. Формирование базового слоя проводят диффузией акцепторной примеси в соответствии с вариантом задания. На поверхность пластины наносят атомы акцепторной при концентрации Q₀ . Эпитаксиальный слой n-типа, в который проводят диффузию, имеет концентрацию донорной примеси .

Температура процесса Т,К (1370 К).

Время диффузии t, сек (9000сек), глубина залегания примеси х, см (по таблице).

Используя рисунок 4 находим коэффициент диффузии примеси при температуре Т, К.

Распределение примеси подчиняется закону Гаусса:

Заполняем расчетную таблицу 1:

В первый столбец таблицы (1) заносим значения глубины залегания примеси x, во второй - значения exp[-x²/(4dt)], рассчитанные значения n_х заносим в третий столбец.

Коэффициент диффузии равен:

D= (см²/сек)

Рис.4. Температурная зависимость коэффициента диффузии

1).

2).

3).

4).

5).

6).

7).

8).

9).

10).

Таблица1. Результаты расчета распределения акцепторной примеси в кремнии (Верно)

x, мкм		nх, см^-3	x, мкм		nх, см^-3
0,5
			3,5
1,5
			4,5

Построим график n_x = f(x) – примесного профиля базовой области.

График не верный!!!

Глубина коллекторного перехода определяется расстоянием, на которой концентрация акцепторной примеси равна концентрации донорной примеси эпитаксиального слоя.

2. Формирование эмиттерного слоя проводят диффузией из бесконечного источника донорной примеси на поверхности пластины кремния при температуре, указанной в варианте задания.

Условия проведения диффузии соответствуют решению, представляемому уравнением. .

N_o - поверхностная концентрация примеси, близкая к значениям предельной твердой растворимости примеси в данном полупроводниковом материале(10¹⁹ см^-3 ).

Используя рисунок 4, находим коэффициент диффузии примеси при температуре Т, К.

Заполняем расчетную таблицу 2 (время диффузии (t=3600 сек), глубина залегания примеси х, см (по таблице).

В первый столбец записываем выбранные значения x, во второй - . Затем находим значения erfc(z), воспользовавшись таблицей функции ошибок. Интеграл вероятности erf(z), erfc(z)=1 - erf(z), и вносим эти значения в третий столбец. После чего рассчитываем концентрации n(x), соответствующие каждому значению x и результаты записываем в четвертый столбец.

Коэффициент диффузии примеси равен:

D=2 10^-13 (см²/сек)

1).

2).

3).

4).

5).

6).

7).

8).

9).

10).

1).

2).

3).

4).

5).

6).

7).

8).

9).

10).

1).

2).

3).

4).

5).

6).

7).

8).

9).

10).

Таблица 2 - Результаты расчета распределения донорной примеси в кремнии (Верно)

x, мкм		erfc(z)	n(x), см^-3	x, мкм		erfc(z)	n(x), см^-3
			10^19	1,8
0,4				2,2
0,7				2,5
1,0				2,8
1,4				3,2

Полученные результаты используются для построения графика n = f(x) - примесного профиля эмиттерной области.

График неверный

Глубина эмиттерного перехода определяется расстоянием, на которой концентрация донорной примеси равна концентрации акцепторной примеси базового слоя.

3. Построить график распределения примеси в n-p-n биполярном транзисторе (рис.5).

4. Построить окончательный график распределения примеси (суммы донорной и акцепторной примеси в каждой области транзистора).

Рис.5. распределение примеси в биполярном транзисторе

Контрольные вопросы:

1. Методы легирования полупроводников.

2. Высокотемпературная диффузия.

3. механизм диффузии

4. Коэффициент диффузии

5. Первый закон Фика

6. Второй закон Фика

7. Диффузия из бесконечного (постоянного) источника

8. Диффузия из конечного (ограниченного) источника

9. Факторы, влияющие на процесс диффузии.

10. Технология диффузии.

11. Виды и источники примесей

12. Достоинства и недостатки метода диффузии

Дата добавления: 2015-11-04