Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ενότητα Α-Κεφάλαιο 4: Διάχυση και εμφύτευση Ιόντων Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Εισαγωγή προσμίξεων (1από)
Εισαγωγή προσμίξεων (από) Ειδική αντίσταση Ευκινησία φορέων 3
Το μοντέλο της Διάχυσης (1από) Ο πρώτος νόμος του Fick Ο δεύτερος νόμος του Fick t D x Διάχυση σταθερής πηγής J t D x D t x x J x 1/ ( x x, t) 0erfc 4Dt Διάχυση περιορισμένης πηγής (x, t) Q ( Dt) 1/ exp x 4Dt 4
Το μοντέλο της Διάχυσης (από) 5
Η πρακτική διαδικασία της διάχυσης Προαπόθεση Ανακατανομή Q 01 D1t 1 1/ (x, t 1, t ) 01 D1t Dt 1 1/ exp x 4D t 6
Οξείδωση κατά τη Διάχυση 7
Διαδοχικές Διαχύσεις 8
Μάσκες Διάχυσης 9
High-velocity dopant ions Εμφύτευση Ιόντων-Το μοντέλο της Mask Εμφύτευσης (x R p ) (x) P exp R p Α) Κρούσεις των ιόντων με τους πυρήνες ή τα ηλεκτρονικά νέφη των ατόμων του κρυστάλλου. Β) Άμορφο υπόστρωμα. Γ) Μέση και όχι ολική διαδρομή των ιόντων. 10
Το μοντέλο της Εμφύτευσης (1από3) Α) Κρούσεις των ιόντων με τους πυρήνες ή τα ηλεκτρονικά νέφη των ατόμων του κρυστάλλου. Β) Άμορφο υπόστρωμα. Γ) Μέση και όχι ολική διαδρομή των ιόντων. 11
Το μοντέλο της Εμφύτευσης (από3) (x R p ) (x) P exp R p Ν(s)/N p 1 0,5 0,1 0,01 0,001 0,0001 X=R p x 0 1,ΔR p ΔR p 3ΔR p 3,7ΔR p 4,3ΔR p S N( x) dx R S p p P s 0.4 R R p p s 1
Το μοντέλο της Εμφύτευσης (3από3) 13
Η συσκευή Εμφύτευσης Ιόντων 14
Μάσκες για την Εμφύτευση Ιόντων Ν(s)/N p 1 0,5 0,1 0,01 0,001 0,0001 X=R p x 0 1,ΔR p ΔR p 3ΔR p 3,7ΔR p 4,3ΔR p Ανόπτηση μετά την Εμφύτευση Ιόντων 15
Χαρακτηρισμός της κατανομής προσμίξεων (1από3) Μέτρηση της αντίστασης φύλλου x j d D 16
Χαρακτηρισμός της κατανομής Μέτρηση του βάθους επαφής προσμίξεων (από3) 17
Χαρακτηρισμός της κατανομής Μετρήσεις της κατανομής των προσμίξεων προσμίξεων (3από3) 18
Τέλος Ενότητας
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 0
Σημειώματα
Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0.
Σημείωμα Αναφοράς Copyright Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών, Αραπογιάννη Αγγελική 014. «Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων. Ενότητα Α- Κεφάλαιο 4: Διάχυση και εμφύτευση Ιόντων.». Έκδοση: 1.0. Αθήνα 014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://opencourses.uoa.gr/courses/di31/. 3
Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 4
Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 5
Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες 1-3,5-9,11,1,14: Original from: R. Colclaser. Microelectronics Processing and Device Design. New York, NY: John Wiley & Sons, 1980. Εικόνα 8: Modified. Original: by Matthewbeckler (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/npn_bjt_cross_section. svg Εικόνα 13: Original from: Jaeger R. C., Introduction to Microelectronic Fabrication, Second Edition, New Jersey: Prentice Hall. 6