Технология изготовления интегральной схемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ)

курсовая работа

2.3 Расчет профиля автолегирования

Так как процесс эпитаксии идёт при высокой температуре и длится 3-10 минут, то при наличии в подложке скрытого слоя происходит процесс автолегирования, т.е. переход примеси из скрытого слоя и подложки в эпитаксиальную плёнку. Автолегирование происходит за счёт твёрдотельной диффузии, за счёт испарения примеси и переноса через газовую фазу в плёнку. Для определения профиля распределения, полученного в результате автолегирования, необходимо решить следующие задачи: во-первых, автолегирование идёт при движении верхней границы и что идёт во всех трёх направлениях; во-вторых, идёт как через твёрдую фазу, так и через газообразную.

Допущения: Учитываем твердофазную диффузию; считаем, что толщина плёнки достаточно велика и до её поверхности примесь не достигает; верхнюю границу плёнки считаем неподвижной.

Так как в подложке имеется скрытый слой, то распределение примеси будет подчиняться закону Гаусса и для его решения необходимо использовать метод сеток. То есть непрерывную область решений заменяют сеткой, представляющей собой дискретное множество точек, которые принадлежат области решения. Диффузионное уравнение заменяется разностной сеткой, при этом необходимо учитывать, чтобы разностная схема была сходимой, то есть, чтобы существовало решение для любой сеточной функции.

Исходные данные для построения профиля автолегирования:

Зададим шаг по оси времени:

Зададим шаг по глубине:

Пусть N2(x) - распределение примеси мышьяка в скрытом слое при автолегировании, а N1(х) - распределение примеси мышьяка в эпитаксиальной плёнке также при автолегировании.

Проверяем условие сходимости:

Построение профиля:

Граничные условия:

Закон Гаусса, описываемый методом сеток:

Рис. 2.2 Профиль распределения примеси мышьяка при автолегировании.

Из полученного профиля распределения примеси видно, что примесь проникает из подложки и скрытого слоя в эпитаксиальную пленку на глубину 0.265 мкм. Поскольку толщина эпитаксиального слоя равна 3 мкм, а глубина база-коллекторного - перехода равна 2.2 мкм, то смещение р-n - перехода и поверхностная концентрация меняются несущественно.

Делись добром ;)