Курсовая работа: Расчет параметров структуры интегрального n-p-n транзистора и определение технологических режимов его изготовления

Скорость наращивания ЭС соответствует диапазону v_ЭН = 0,10,3 мкм/мин. Выбираем v_ЭН = 0,2 мкм/мин.

Следовательно, длительность эпитаксиального наращивания:

5. Определение режимов разделительной диффузии

Разделительные дорожки (РД) формируются путем диффузии бора В⁺ с поверхности ЭС вглубь до смыкания с подложкой. При этом глубина залегания РД должна быть меньше ЭС на 1 мкм, т.е.

x_jРD = h_ЭС + 1 мкм. (5.1)

В нашем случае, согласно выражению (5.1) x_jРD = 7,062 мкм.

Глубина разделительной диффузии описывается следующим выражением:

, (5.2)

где D₂ t₂ – параметры второй стадии разделительной диффузии; N₀ – концентрация на поверхности диффузионного разделительного слоя; N_П = N_ЭС – концентрация примеси в ЭС.

В формуле (5.2) должно выполняться соотношение: N₀ 10³ N_П . (5.3)

Положим, что N₀ = 10³ N_П = 10³ N_ЭС = 5_* 10¹⁹ см^-3 . Из выражения (5.2) определяем D₂ t₂ :

.

Задаем температуру второй стадии диффузии: Т₂ =1220 ⁰ С. Определим D₂ . Пользуясь рис. 9.5, а [1] находим, что для Т₂ = 1220 ⁰ С коэффициент диффузии бора D₂ (1220) = 3,5_* 10^-12 см² /c.

Рассчитываем значение t₂ :

Определяем параметры первой стадии разделительной диффузии. Распределение примеси после второй стадии диффузии описывает выражение:

, (5.4)

где Q – количество примеси, введенное в полупроводник на первой стадии диффузии. Оно определяется через параметры первой стадии диффузии выражением:

, (5.5)

где N₀₁ – величина предельной растворимости. Определяется по графику (рис.9.5, а) [1].

Подставим выражение (5.5) в (5.4), и выразим N₀ :

, (5.6)

где N₀ , согласно (5.3), принимаем равным N₀ = 10³ N_ЭС = 5_* 10¹⁹ см^-3 .

Из (5.6) выражаем D₁ t₁ :

. (5.7)

Зададим температуру первой стадии диффузии: Т₁ =1150 ⁰ С. По графику зависимости рис. 9.5, а [1] находим: D₁ (1150 ⁰ C) = 7_* 10^-13 см² /c.

С помощью рис. 5.2 [1] находим предельную растворимость бора в кремнии N₀₁ (T₁ ) = N₀₁ (1150 ⁰ C) = 5,4_* 10²⁰ см^-3 .

Определяем t₁ из выражения (5.7):