Difuzijos proceso tyrimas

 1. Terminės (šiluminės ) priemaišų difuzijos proceso tyrimas.
• galima atlikti selektyvią difuziją pro SiO2 kaukę, todėl difuzija naudojama aktyviųjų sričių planariniuose tranzistoriuose ir puslaidininkiniuose integriniuose grandynuose.
Difuzija (lot. diffusio – sklidimas) yra kryptingas medžiagos dalelių skverbimasis jų koncentracijos (tankio) mažėjimo link dėl šių dalelių chaotiško judėjimo. Gaminant puslaidininkius įtaisus ir puslaidininkius integrinius grandynus (IG), difuzijos reiškinys panaudojamas puslaidininkiams legiruoti. Aukštoje temperatūroje difuzijos būdu i paviršinį puslaidinikio sluoksnį įterpus priemaišų, galima pakeisti šio sluoksnio laidumo tipą arba sudarytis lokaliąsias kitokio laidumo sritis.
• užimdami vakancijas (1 pav. a).
• prasiskverbdami tarp mazgų (1 pav. b).
• pasikeisdami vietomis su gretimais atomais (1 pav. c).
1 pav. Priemaišinių atomų skverbimasis į kietuosius kūnųs
Tikimiausias yra pirmasis priemaišų atomų difuzijos mechanizmas, kur aukštoje temperatūroje vakansijų gali būti gana daug. Jos atsiranda kaip Šotkio arba Frenkelio defektai. Kylant temperatūrai, vakansijų koncentracija auga, priemaišų atomų skverbimosi per vakansijas tikimybė didėja. Beje, reikia pastebėti, kad didėjant prasiskverbusių į padėklą priemaišų koncentracijai ir dėl to mažėjant vakansijų koncentracijai, svarbesnis pasirodo antras priemaišų skverbimosi kelias – per tarpmazgius. Mažiausiai tikėtinas trečiasis priemaišų skverbimosi būdas, nes gretimi atomai gardelės mazguose gali pasikeisti vietomis tik gavę gana didelę energiją.
Difuzijos proceso greitį apibūdina difuzijos koeficientas. Terminis priemaišų difuzijos koeficientas D paprastai išreiškiamas kvadratiniais centimetrais per sekundę (cm2/s). Jo skaitinė reikšmė reiškia dalelių, praeinančių pro 1 cm2 plotą per 1s, kai priemaišų koncentracijos gradientas lygus 1 cm-4.
Difuzijos koeficientas labai priklauso nuo temperatūros. Kylant temperatūrai, difuzijos koeficientas sparčiai didėja. Priklausomybė D(T) išreiškiama Arenijaus lygtimi:
čia:
D0 - proporcingumo koeficientas;
Wa - difuzijos proceso aktyvacijos energija;
k - Bolcmano konstanta;
T - difuzijos proceso temperatūra.
Koeficientas D0 priklauso nuo puslaidininkio ir priemaišų tipo, kristalografinės krypties, kuria vyksta difuzija, ir pradinės priemaišų koncentracijos. Aktyvacijos energija Wa priklauso nuo puslaidininkio, priemaišų tipo ir difuzijos mechanizmo. Jei į silicį difunduoja boras (B), tai Wa  3.7 eV; jei fosforas (P) – 4.4 eV.
Kadangi koeficientas D0 ir aktyvacijos energija...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!