Методы и средства неразрушающего контроля параметров твердофазной диффузии

• Автор: Боднарь, Олег Борисович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 238 с. : ил.

I. Основы теории методов контроля твердофазной диффузии

1.1 .Основные математические модели и параметры контроля процессов диффузии

1.2. Принципы построения методов расчета и контроля диффузионных процессов

1.3. Анализ современных методов и средств контроля

параметров диффузии

1.4. Методы определения концентрационной зависимости коэффициента диффузии

1.5. Способы проведения диффузии в полупроводниках и

металлах
1.6. Выводы
II. Теоретическое обоснование неразрушающих методик контроля термодинамических параметров твердофазной диффузии
2.1. Определение параметров диффузии по динамике изменения поверхностной концентрации примеси
2.2. Неразрушающий метод определения концентрационной зависимости коэффициента диффузии
2.3. Диффузионный метод создания концентрационных профилей
с максимумом в глубине образца
2.4. Общие принципы построения технологий неразрушающего контроля параметров твердофазной диффузии
2.5. Выводы
III. Контроль параметров диффузии бора и фосфора в приповерхностной области ионно-легированного кремния
3.1. Метод ионного легирования и начальное распределение примеси
3.2. Принципы построения технологий неразрушающего контроля параметров диффузии в полупроводниках
3.3. Определение термодинамических параметров диффузии бора и фосфора в ионно-легированном кремнии
3.4. Контроль поверхностных электрофизических параметров полупроводников методом измерения разности поверхностных потенциалов
3.5. Выводы
IV. Контроль параметров диффузии в приповерхностной области ионно-азотированных металлов
4.1. Принципы построения технологий неразрушающего контроля термодинамических параметров диффузии в ионно-азотированных металлах
4.2. Определение термодинамических параметров диффузии ионно-азотированного вольфрама
4.3. Определение объемного коэффициента диффузии азота
в монокристаллическом вольфраме
4.4. Определение термодинамических параметров диффузии ионно-азотированного молибдена
4.5. Выводы
V. Математическое моделирование диффузионных процессов в ионнолегированных материалах
5.1. Обоснование феноменологической модели двухпоточной диффузии
5.2. Численное моделирование процесса многопоточной
диффузии
5.3. Пример расчета параметров диффузии бора и фосфора в приповерхностной области ионно-легированного кремния
5.4. Пример расчета параметров диффузии азота в приповерхностной области ионно-легированного вольфрама
5.5. Определение параметров радиационных дефектов по диффузионным данным
5.6. Выводы
Заключение
Основные результаты и выводы
Список цитируемой литературы
Приложение А. Программа моделирования динамики изменения
поверхностной концентрации при температурно-концентрационной зависимости коэффициента диффузии
Приложение Б. Основные технические характеристики

установки ионной имплантации «Везувий»
Приложение В. Описание четырехзондовой установки и
методики проведения измерений удельного поверхностного сопротивления легированных образцов кремния
Приложение Г. Обработка результатов прямых измерений
диффузионно-чувствительных параметров ионно-легированного кремния
Приложение Д. Обработка результатов расчета параметров диффузии бора и фосфора в приповерхностной области ионно-легированного кремния
Приложение Е. Методика подготовки образцов монокристаллического вольфрама
Приложение Ж. Основные технические характеристики
сверхвысоковакуумного комплекса ЬАБ-ЗООО
Приложение 3. Интерполяция данных ОЭС временной зависимости
относительной поверхностной концентрации азота в вольфраме
Приложение И . Методика подготовки образцов монокристаллического молибдена
Приложение К. Обработка результатов расчета параметров диффузии в приповерхностной области ионно-азотированных вольфрама и молибдена
Приложение Л. Прибор «Поверхность 2.0». Интерфейс пользователя при определении поверхностной концентрации примеси методом КРП
Приложение М. Решение задачи трехпоточной диффузии в
ограниченном образце

устанавливаются сравнением полученного решения и экспериментальной зависимости С(х,0. Метод прост, но дает заведомо линейную зависимость В(С). Оценки показывают, что метод дает хорошие результаты, если коэффициент диффузии изменяется не более чем в два раза.
1.5 Методы проведения диффузии в полупроводниках и металлах
Параметры диффузионного слоя определяются видом легирующей примеси и ее концентрацией. Для получения воспроизводимой и регулируемой поверхностной концентрации примеси в полупроводниках используют:
-нанесение диффузанта на образцы в ходе диффузии (внешний источник), при этом разрабатываются методы регулирования содержания соединения примеси в атмосфере окружающей подложку во время диффузии;
-нанесение диффузанта на образцы до диффузии, здесь роль играет регулирование количества примеси, наносимой на подложку перед диффузией и обеспечение однородности их поверхности.
Основным требованием диффузионной системы является доставка диффундирующей примеси к поверхности подложки и проведение диффузии при определенной температуре и в течение определенного времени.
Внешние источники примеси подразделяются на твердые, жидкие и газообразные.
В настоящее время наиболее часто используются следующие методы внедрения примеси в полупроводники:
- диффузия в запаянной ампуле. В системе запаянной ампулы происходит термическое испарение источника диффузанта, перенос в газовой фазе, адсорбция атомов на поверхности и диффузия. Такая система больше подходить для глубоких слоев и поверхностных концентраций не ниже предельной растворимости.