Диффузия примесей в поверхностных слоях полупроводников вблизи твердофазной границы раздела

• Автор: Федотов, Александр Борисович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Горький
• Количество страниц: 158 c. : ил

1. ВЗАИМНАЯ ДИФФУЗИЯ В БИНАРНЫХ ТВЕРДОФАЗНЫХ СИСТЕМАХ
1.1. Теория реакционной диффузии
1.2. Теория влияния механических напряжений на диффузию
1.3. Методы определения коэффициентов диффузии
1.4. Взаимная диффузия в системах металл-полупроводник, окисел-полупроводник
Выводы к главе I
2. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ДИФФУЗИЮ ПРИМЕСЕЙ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
2.1. Дрейф атомов примеси в поле неоднородных механических напряжений
2.2. Решение уравнения диффузии с учетом дрейфа атомов примеси
2.3. Низкотемпературная диффузия Ли, в $£•
2.4. Диффузия Т& и Цо в $6
Выводы к главе
3. РЕАКЦИОННАЯ ДИФФУЗИЯ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ МЕТАЛЛ -ПОЛУПРОВОДНИК
3.1. Амортизация полупроводника в процессе термообработки вблизи его контакта с металлом
3.2. Модель реакционной диффузии в системах металл -полупроводник
3.3. Диффузия никеля в кремнии
3.4. Низкотемпературная диффузия в системе
3.5. Диффузия Ль в /гл5>£

3,6. Диффузия Со в (тсх.А&
Выводы к главе
5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение I
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы.
Проблема диффузионного легирования полупроводников является весьма сложной и многогранной. Физико-химическое изучение этой проблемы позволяет подойти к решению таких важных вопросов, как контролируемое изменение свойств полупроводников, создание полупроводниковых материалов с новыми свойствами, повышение качества известных материалов. Работа в этом направлении имеет чрезвычайно важное значение в связи с решением вопросов надежности и воспроизводства свойств активных элементов приборов, в которых используются легированные полупроводниковые материалы Н1
В 60-е - 70-е годы диффузия примесей исследовалась в основном в объеме материалов элементарных ( Iте, £>Р ) и бинарных полупроводников ( (гаЛъ, Сга,В£ , и др.) для выяснения механизма и основных закономерностей диффузии в области высоких температур. Результаты этих исследований обобщены в известных монографиях [2- Б]
Поскольку диффузия примесей при высоких температурах использовалась на практике, главным образом, как метод получения легированных областей, например, при изготовлении биполярных транзисторов, экспериментальное исследование диффузионных процессов проводилось для случая диффузии из газовой фазы. Математическое описание процесса соответствовало, как правило, условиям диффузии из постоянного источника. Было показано, что на диффузию примесей в области высоких температур существенное влияние оказывают собственные дефекты монокристалла и межпримесное взаимодействие: влияние внутренних электрических полей и комплексообразова-ние. Установлены главные закономерности диффузии с учетом этих эффектов [6,7] , выяснены некоторые особенности диффузии примеТаким образом, вклад одного атома примеси в свободную энергию составляет
= + „IV (2Л'4)
Так как индексы суммирования в (2.1.4) встречаются только попарно, можно утверждать, что Поэтому (2.1.4) приобретает вид
А (2Л<5)
Здесь и далее область интегрирования фактически ограничена областью локальной деформации, то есть областью, где Сгк° отличны от нуля. Величины Л Р< И имеют сшсл энергии упругого взаимодействия собственного и внешнего упругих полей и собственной упругой энергии атома примеси соответственно.
Выражение 2.1.5 позволяет рассчитать скорость дрейфа атомов примеси в поле неоднородных напряжений (Г*, . Поскольку координатная зависимость А Р обусловлена составляющей А Я, , применяя к (2.1.5) соотношение Эйнштейна [А] , получим
В дальнейшем, применительно к цели данного исследования, будем полагать, что напряжения (Г* (термоупругие, либо структурные создаются вблизи плоской границы раздела пленка - полупроводник. Пусть У - координата, перпендикулярная границе раздела. Индексам суммирования в (2.1.6) присвоим смысл: 4-хх , £-уу