Расчет распределения примесей в кремнии при кристаллизационной очистке и диффузионном легировании Расчет распределения примесей в кремнии при кристаллизационной очистке и диффузионном легированииСтраница 10
(8)
При простейшем анализе структур и в простейших моделях процессов легирования в технологии изготовления ИМС предполагаются именно такие условия диффузии.
Второе уравнение диффузии (второй закон Фика) получается путем сочетания первого закона и принципа сохранения вещества, согласно которому изменение концентрации вещества в данном объеме должно быть равно разности потоков этого вещества на входе в объем и выходе из него.
В общем случае второе уравнение диффузии имеет следующий вид
(9)
Для одномерной диффузии в изотропной среде уравнение (9) можно записать
(10)
Второй закон Фика характеризует процесс изменения концентрации диффундирующей примеси во времени в различных точках среды и является математической моделью нестационарного (развивающегося) состояния системы (описывает период времени от начала процесса до установления стационарного состояния).
При постоянстве коэффициента диффузии D (независимости его от концентрации примеси) уравнение (10) упрощается
(11)
Допущение о постоянстве коэффициента диффузии справедливо в большом количестве случаев, анализируемых в технологии ИМС.
Уравнения диффузии являются чисто феноменологическими, т.е. они не содержат никаких сведений о механизмах диффузии - о диффузионном процессе на атомном, уровне. Кроме того, уравнения (7) - (11) не содержат информации о зарядовом состоянии диффундирующих частиц.
Процессы диффузии, используемые для изготовления интегральных структур, обычно анализируются с помощью частных решений уравнения (11) т.к., в отличие от (8), именно оно содержит важный параметр - время установления некоторого анализируемого состояния системы. Основная цель решения уравнения - найти распределение примеси N(x,t) в полупроводнике после диффузии в течение определенного времени t при различных условиях осуществления процесса.
СКОБЕЛЬЦЫН Дмитрий Владимирович (1892-1990) , российский физик, основатель отечественной школы по физике атомного ядра и космических лучей, академик АН СССР (1946), Герой Социалистического Труда (1969). Директор Физического института АН СССР (1951-73). Обнаружил в космических лучах заряженные частицы и их ливни, заложив этим основы физики высоких энергий. Открыл электронноядерные ливни и ядерный каскадный процесс. Исследовал эффект Комптона. Ленинская премия (1982), Государственная премия СССР (1951).
ЕВГЕНИЙ САВОЙСКИЙ (Eugen von Savoyen) (1663-1736) , принц, австрийский полководец, генералиссимус (1697). В 90-х гг. 17 в. нанес ряд поражений французским войскам в Италии, одержал победы над турками (1697, 1716), над французскими и франко-баварскими войсками во время войны за Испанское наследство (в т. ч. при Мальплаке), но потерпел поражение при Денене. С 1703 председатель военного, затем тайного совета при императоре.
ГУЖЕВОЙ ТРАНСПОРТ (от гуж - кожаная петля , которой с помощью дуги прикрепляют оглобли к упряжи), вид транспорта, в котором для перемещения грузов используется сила животных. В зависимости от типа повозки различают колесный и санный гужевой транспорт.