Достоинства диффузии из поверхностных источников

- Пределы поверхностной концентрации в пределах от 10¹⁶ до 10²⁰ см^-3;

- Высокаявоспроизводимость параметров диффузионных слоев в т.ч. на пластинах больших диаметров;

- Возможность одновременного внедрения примесей различного типа.

Технология разгонки примеси

1. Загрузка кассеты с пластинами в реактор, нагретый до температуры 850 °С, и прогрев ее в течение 10 мин в среде азота;

2. Подъём температуры в реакторе до требуемой температуры диффузии (1050 – 1200 °С) в среде N₂;

3. Выдержка при постоянной температуре в течение контролируемого времени в среде азота (процесс разгонки);

4. Снижение температуры в реакторе до 1000°С

5. Пирогенное окисление пластин (кислород увлажняется сжиганием в нем водорода);

6. Снижение температуры в реакторе до первоначального уровня;

7. Выгрузка пластин из реактора.

Эволюция структуры

Структура после фотолитографии

Загонка бора

Снятие БСС

Разгонка бора:

1. стадия: Диффузия бора

2. стадия: Окисление

 

13. Сущность процесса ионной имплантации, пробеги ионов, механизмы торможения ионов, распределение примеси.

Ионной имплантацией называют процесс внедрения в мишень ионизованных атомов с энергией, достаточной для проникновения в

ее приповерхностные области (от единиц кэВ до единиц МэВ).

Ионное легирование – процесс, состоящий из двух элементарных операций: ионной имплантации и термической обработки, необходимой для устранения дефектов кристаллической структуры и создания области с заданным законом распределения легирующей примеси.

Пробег иона в твёрдом теле

Ион, внедренный в твёрдое тело, многократно сталкивается с электронами и атомами мишени, теряет свою энергию и останавливается.Результатомэтих столкновений является образование точечных дефектов в мишени и даже областей с аморфным разупорядоченным строением.

Схематическое изображениедлины пробега

R – общая траектория иона (длина пробега);

Rp – проецированная длина пробега;

ΔRp–рассеяние величины проецированного пробега;

ΔR - боковое рассеяние.

Теория ионного торможения

Длина пробега определяется по теории Линдхарда, Шарфа, Шиотта (ЛШШ). Механизмы потери энергии ионов являются независимыми и аддитивными:

- cуммарная потеря энергии на единицу длины;

- потеря энергии за счет ядерного торможения;

- потеря энергии за счет электронноготорможения;

Полная длина пробега

 

 

N – плотность атомов мишени; S(E) – степень торможения; Е – первоначальная энергия иона.

Энергия, передаваемая ионом:

 

 

Е₁, М₁, – энергия и масса падающего иона, соответственно, М₂ –масса атома мишени, θ=180°-угол рассеяния.

Ядерное торможение ионов

 

В теории ЛШШ интегрирование уравнения (*) проводится с использованием безразмерных переменных

 

 

 

- длина экранирования,

 

a₀ – радиус Бора, Z₁ и Z₂ атомный номер падающего иона и материала мишени соответственно