Оборудование для диффузии и окисления
Автор: Алексей Синило • Февраль 14, 2022 • Курсовая работа • 1,366 Слов (6 Страниц) • 274 Просмотры
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Приборостроительный факультет
Кафедра «Микро- и нанотехника»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Оборудование производства материалов и компонентов электронной техники»
на тему
«ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДИФФУЗИИ И ОКИСЛЕНИЯ»
Исполнитель: студент группы 11304118
Синило А.В.
Руководитель:
Ковалевская А.В.
Минск-2021
Оглавление
Введение 3
1.Литературный обзор 4
1.1.Физические основы процесса диффузии 4
1.2. Термическое окисление. 5
1.3. Виды оборудования для диффузий и окисления 6
1.3.1.Вакуумная печь 6
1.3.2. Плазменная обработка 7
1.3.3.Диффузионная печь 7
Введение
1.Литературный обзор
1.1.Физические основы процесса диффузии
Перенос примеси при диффузии (гетеродиффузия) вследствие хаотического теплового движения атомов осуществляется в направлении убывания градиента концентрации. В идеальных кристаллах диффузия происходит либо путем обмена мест между двумя соседними атомами, либо кольцевым обменом мест, что требует энергии, соизмеримой с энергией связи между атомами. В реальных кристаллах содержатся точечные дефекты Френкеля и Шоттки, концентрация которых экспоненциально возрастает с температурой.
Теория диффузии в реальных кристаллах, развитая Я. Френкелем, Р.Вагнером и В.Шоттки, предполагает три механизма:
1) взаимный обмен мест, как в идеальном кристалле;
2) диффузию по междоузлиям (междоузельный механизм)
3) диффузию по вакантным узлам (вакансионный механизм).
Скорость диффузии примесных атомов в металлах и полупроводниках обратно пропорциональна величине их растворимости.
Первый закон Фика определяет скорость проникновения атомов одного вещества в другое при постоянной во времени величине потока этих атомов и неизменном градиенте концентрации. Для одномерного случая плотность потока атомов примеси определяется уравнением:
[pic 1]
где D – коэффициент диффузии; dC/dx – градиент концентрации.
Коэффициент диффузии – это скорость, с которой система способна при заданных условиях выравнять разность концентраций. Эта скорость определяется температурой и зависит от энергии связи примесных атомов в решетке, количества вакансий, постоянной решетки и частоты колебаний атомов решетки
[pic 2]
где D0 – частотный фактор, постоянная, численно равная коэффициенту диффузии при бесконечно большой температуре; ΔE – энергия активации примеси.
Второй закон Фика определяет скорость накопления растворенной примеси в любой плоскости, перпендикулярной к направлению диффузии. Для одномерного случая:
[pic 3]
где dC/dt – изменение концентрации диффундирующего вещества в зависимости от времени.
Изложенная элементарная теория диффузии предполагает, что один вид примеси диффундирует независимо от любого другого и что скорость диффузии, т.е. коэффициент диффузии не зависит от концентрации. Эти допущения, однако, позволяют получить достаточно хорошее совпадение теоретических и экспериментальных данных.
1.2. Термическое окисление.
Двуокись кремния широко используется в технологии ИМС: для создания масок, используемых при проведении локальных технологических процессов, формирования подзатворного диэлектрика в МДП-структурах, создания изолирующих слоев и др.
Применение пленки SiO2 в качестве маски при диффузии примесей основано на том, что коэффициент диффузии ряда примесей (P, B, As, Sb и др.) в ней значительно меньше, чем в кремнии. При ионном легировании маскирующие свойства пленки SiO2 основано на том, что длина пробега ионов в пленке меньше ее толщины.
...