Диффузия

Методом диффузии создаются p-n -переходы по биполярной технологии, а также истоки и стоки при МОП-технологии. Для диффузии в кремний в качестве акцептора используется бор, а в качестве доноров – фосфор и мышьяк. Процесс диффузии обычно проводят в два этапа. На первом осуществляют предварительное нанесение примеси. На втором добиваются проникновения примеси в глубь кремния (перераспределение концентрации).

На первом этапе примеси распределяются по поверхности под действием стационарного неограниченного источника примеси. При этом удается создать равномерно легированные профили. Распределение концентрации по расстоянию от поверхности x в момент времени t описывается выражением

(1)

где – концентрация примесей на поверхности, – коэффициент диффузии, – дополнительная функция ошибок. Значение данной функции представлены графиком 2 на рис. 1.

После предварительного нанесения примесей на поверхности пластины создается слой, который далее диффундирует в глубь материала (происходит перераспределение примесей). Имеет место диффузия из ограниченного источника примесей. Глубина диффузии зависит от температуры и времени нагрева пластины. Распределение концентрации , которое возникает в результате двух этапов диффузии, описывается гауссовской функцией

(2)

где – число атомов примеси, осажденное на единицу площади полупроводника. Значение данной функции представлены графиком 1 на рис. 1.

Рисунок 1. Графики гауссовского распределения (1) и

распределения типа дополнительной функции ошибок (2)