Материал: Моделирование технологических процессов производства изделий микроэлектроники. методические указания к лабораторным работам. Питолин А.В

максимальная поверхностная концентрация примеси С0 не может превышать ее максимальную растворимость в кремнии. Обычно считают, что если при температуре диффузии имеется избыток примеси, то поверхностная концентрация примеси равна ее максимальной растворимости. Данные по максимальной растворимости примесей в кремнии представлены в таблице 2.

Таблица 2 Максимальная растворимость некоторых примесей в кремнии.

3. Лабораторное задание

В результате выполнения лабораторной работы необходимо: рассчитать характеристики распределения заданной примесив кремний при одностадийной диффузии из источника бесконечной мощности (примесь 1); определить параметры двухстадийной диффузии той же примеси в кремний для получения p-n перехода на заданной глубине и требуемой ее поверхностной концентрации (примеси 1,2).

Порядок выполнения работы

1.Получить задание у преподавателя.

2.Запустить программу MathCAD щелкнув указателем мыши по соответствующей пиктограмме.

3.Открыть файл «Диффузия».

4.Выбрать из приложения 2 необходимые для расчета параметры.

9

5.Ввести в соответствующие ячейки необходимые для расчета константы.

6.Получить график зависимости коэффициента диффузии от температуры, рассчитать коэффициент диффузии примеси для заданной температуры.

7.Выбрать раздел программы для вида источника диффузии в соответствии с заданием.

8.Получить график распределения концентрации примеси в полупроводнике.

9.Рассчитать глубину залегания p-n перехода

4. Указания по оформлению отчета и контрольные вопросы

Отчет должен содержать:

1.Наименование и цель лабораторной работы.

2.Исходные данные для расчета и моделирования процесса диффузии.

3.Численные результаты моделирования процесса диффузии.

4.Графики полученных диффузионных профилей.

5.Выводы по проделанной работе.

Контрольные вопросы

1.Что такое диффузия и для чего она применяется?

2.Как происходит перемещение атомов примеси в решетке кристалла?

3.Что такое коэффициент диффузии и от каких параметров он зависит?

4.Как выглядит распределение концентрации примеси по глубине при диффузии из источника бесконечной мощности?

5.Как выглядит распределение концентрации примеси по глубине при диффузии из источника ограниченной мощности?

10

Рис. 1. Механизмы диффузии: а – термостимулированная диффузия; б – диффузия, стимулированная полем (электрическая, механических напряжений); в – диффузия по двум каналам (диссоциативная, стимулированная ионизацией); г – диффузия, стимулированная высвобождением энергии (фотон, фонон).

11

Лабораторная работа № 2 Моделирование технологического процесса металлизации

методом магнетронного распыления

1. Общие указания по выполнению работы

1.1.Цель работы: изучение физических и технологических основ процесса металлизации методом магнетронного распыления.

1.2.Содержание работы

Лабораторная работа состоит из домашнего и лабораторного заданий. Домашнее задание заключается в изучении физических и технологических основ нанесения металлических пленок в планарной технологии методом магнетронного распыления материалов. Лабораторное задание состоит в моделировании процесса металлизации с помощью пакета прикладных программ MathCAD.

2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению

Одним из наиболее эффективных методов нанесения пленок в планарной технологии является метод магнетронного распыления материалов [3]. Этот метод является разновидностью ионно-плазменного распыления. Распыление материала в этих системах происходит за счет бомбардировки поверхности мишени ионами рабочего газа. Скорость распыления в магнетронной системе в 50 100 раз выше по сравнению с обычным ионно-плазменным распылением. Высокая скорость распыления материала в магнетронной системе распыления определяется высокой плотностью ионного тока на мишень. Высокая плотность ионного тока достигается за счет локализации плазмы у поверхности мишени с помощью сильного поперечного магнитного поля.

12