ФОНЭ №3. Процесс диффузии можно описать выражением
 Скачать 85.01 Kb.
|
|
Электронно-дырочный переход формируется методом диффузии фосфора в кремниевую подложку p-типа с концентрацией исходной примеси Nисх. Поверхностные концентрации примеси фосфора N0Д. Глубина залегания p-n-перехода x. Построить график распределения примесей N(x).
Процесс диффузии можно описать выражением:
где N(x, t) – концентрация примеси на расстоянии X от поверхности диффузии по истечении времени диффузии t,  ;Q – количество атомов диффузии, проникшего в тело за время t через единицу поверхности,  ; D – коэффициент диффузии,  ;t – время диффузии, с; Х – глубина залегания p-n-перехода, мкм. Диффузия фосфора в кремниевую подложку проводится при температуре 1000 – 1200 ºС. Возьмем температуру диффузии для фосфора 1400 K. Энергия активации – минимальное количество энергии, которое должны получить электроны донорной примеси, для того чтобы попасть в зону проводимости. По формуле (2) можно рассчитать коэффициент диффузии фосфора:
где  – предэкспотенциальный множитель диффузии, ;Е – энергия активации процесса, Дж; k – постоянная Больцмана,  Дж;Т – температура диффузии, К. Значения и Е следующие:  Т = 1400К. Подставим все числовые значения в формулу (2):  D =  Для определения времени диффузии фосфора воспользуемся следующим выражением (3) и подставим числовые значения:
t = 303 c. Для определения количества атомов диффузианта, проникшего в тело за время t через единицу поверхности, воспользуемся формулой (4) и подставим значения:
 Для того чтобы определить концентрацию сформировавшейся донорной примесей на расстоянии глубины залегания p–n перехода, обусловленной диффузией фосфора, воспользуемся формулой (1). На рисунке 5 представлен график зависимости концентрации от глубины p–n перехода:  Рисунок 5 На рисунке 6 представлен график зависимости концентрации от глубины p–n перехода в логарифмическом масштабе:  Рисунок 6 |
