Особенности формирования конфигурации диффузионных областей

1. Размеры диффузионных областей в плане определяются размерами окна в слое окисла кремния (т.к. скорость диффузии в SiO₂ на несколько порядков ниже, чем в кремнии);

2. Диффузия примеси происходит изотропно, т.е.боковые стенки p-n-перехода всегда расположены под слоем окисла, а размеры диффузионных областей больше размеров окна по всему периметру.

3. Смещение p-n-перехода за счёт боковой диффузии принимают равным глубине диффузионной области, что учитывают при проектировании шаблонов.

Термины и определения

Диффузияв полупроводниках– процесс последовательного перемещения атомов примеси в кристаллической решётке, обусловленный тепловым движением.

В полупроводниках существует два вида диффузии:

- Самодиффузия – диффузия в кристалле, находящемся в состоянии химического равновесия (однородный химический состав и распределение собственных дефектов);

- Химическая диффузия – диффузия в условиях, когда градиенты химических потенциалов вызывают появление результирующих химических потоков

Диффузия в технологии ИИЭ= Для формирования p-n-переходов используется химическая диффузия примесных (растворенных) атомов, которые вводятся в кристаллическую решетку для изменения её электрофизических свойств.

Модель диффузииПри повышенной температуре атомы в узлах решётки колеблются вблизи равновесного положения. Перемещение примеси в решётке происходит посредством последовательных скачков, осуществляемых в трёх направлениях.

Основные механизмы диффузии:

- Вакансионный; - Межузельный; - Эстафетный; - Краудионный; - Диссоциативный.

Диффузияповакансиям

Механизм диффузии, прикотороммигрирующийатом (примесныйилисобственный) перемещаетсянаместовакансии, а наегоместе в узлекристаллическойрешеткиобразуетсяноваявакансия.

Диффузия по междоузлиям

Данный механизм сопровождается переходом мигрирующего атома (как правило примесного) из одного междоузлия в другое без его локализации в узлах кристаллической решетки Эстафетный механизм

В отличиеотмеждоузельногомеханизмадиффузии, примесныеатомывнедряютсяв узлыкристаллическойрешетки, вытесняяприэтомсобственныеатомы в междоузельноепространство

Краудионный механизм диффузии

Данный механизм тесно связан с эстафетным. При этом междоузельный атом, расположенный посередине между двумя узлами решетки, перемещается в направлении одного из них, смещая его из положения в узле решетки. Вытесненный атом становится междоузельным и занимает промежуточное положение в решетке.