Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Слой, получаемый при базовой диффузии, имеет поверхностное сопротивление около 200 Ом/квадрат, а эмиттерный диффузионный Л+-СЛОЙ - всего ~2 Ом/квадрат. Графики, приведенные на рис. 1.18, а и б, позволяют определять поверхностное сопротивление диффузионных слоев соответственно р-типа, с гауссовым распределением примеси, и /г-типа с распределением, описываемым erfc-функцией. На рис. 1.18, в приведены графики зависимости удельного сопротивления от концентрации примеси для монокристаллического кремния.

1.3.6. Ионное легирование. С помощью ионного легирования можно вводить атомы примеси в тонкий поверхностный слой кремниевой пластины. Таким образом, этот метод может быть использован взамен диффузионной «загонки». Для проведения ионного легирования кремниевые пластины помещаются в вакуумную камеру, и их поверхность сканируется пучком высокоэнергетических ионов легирующей примеси, как показано на рис. 1.19.

Злентрамагнит разделения изотапаВ

Пластины геризенталь- нага отманен и я

Ьснаряющий злентрад

\ г

- - " Ранний п1/чан

- 1 -

ВшсанС „ ёальтныи

1 ]

исттнин пита-

Пластины вертиналнага L отнланения

Пластины нремния -

-Иснный истачнин

Зануум Памера с ииштмг

Рис. 1.19. Установка ионного легирования.

Предварительно ионы подвергаются воздействию ускоряющего потенциала 20-250 кВ. Ударяясь о поверхность пластины, они проникают на небольшое расстояние в глубь кремния. С увеличением ускоряющего напряжения глубина проникновения ионов возрастает (рис. 1.20).

Глубина проникновения ионов обычно лежит в пределах от 0,1 до 1,0 мкм. Например, для ионов бора (В") в кремнии средняя глубина проникновения, называющаяся проекцией длины



пробега, составляет всего 0,067 мкм при ускоряющем напряжении 20 кВ. При 100 кВ проекция длины пробега возрастает до 0,30 мкм, а при 200 кВ - до 0,52 мкм. Даже при таком высоком ускоряющем потенциале, как 300 кВ, проекция длины пробега


100 1 ООО

днергця, нэВ


1000

Энергия, изВ


Знергия, нав

Рис. 1.20. Зависимости средрей длины пробега и разброса пробегов от энергии ионов при имплантации в кремний ионов бора, фосфора и мышьяка. (D. Н. Lee, J. W. Mayer, Ion implanted semiconductor devices. Proceedings of the IEEE, pp. 1241 - 1255, September 1974 © 1974 IEEE,)

составляет всего 0,70 мкм. Для ионов фосфора в кремнии проекция длины пробега оказывается еще меньше: она составляет всего 0,026 мкм при 20 кВ, 0,123 мкм при 100 кВ, 0,254 мкм при 200 кВ и 0,386 мкм при 300 кВ (табл. 1.2).

Профиль распределения имплантированных ионов описывается функцией Гаусса

N (х) == N, ехр 1- {х ~ R,)V2 Д/?;],

(1 15)



Таблица 1.2

Проекция длины пробега и разброс пробегов для ионов бора, фосфора и мышьяка в кремнии

Энергия, кэВ

Др, мкм

АДр. мкм

«р.

Фосфор

мкм Д/ , Р

Мышьяк мкм

0,0344

0,0156

0,0144

0,0070

0,0096

0,0037

0,0674

0,0253

0,0260

0,0122

0,0159

0,0060

0,0999

0,0331

0,0375

0,0169

0,021 б

0,0081

0,1311

0.0392

0,0490

0,0214

0,0271

0,0101

0,1616

0,0445

0,0610

0,0259

0,0324

0,0120

0,1914

0,0491

0,0732

0,0303

0,0377

0,0139

0,2202

0,0530

0,0855

0,0345

0,0429

0,0158

0,2478

0,0564

0,0980

0,0386

0,0481

0,0176

0,2739

0,0593

0,1106

0,0425

0,0533

0,0194

0,2992

0,0618

0,1233

0,0463

0,0584

0,0211

0,3238

0,0641

0,1362

0,0500

0,0635

0,0229

0,3479

0,0663

0,1491

0,0535

0,0686

0,0246

0,3714

0,0682

0,1621

0,0570

0,0738

0,0263

0,3942

0,0700

0,1752

0,0604

0,0789

0,0279

0,4165

0,0716

0,1883

0,0636

0,0840

0,0296

0,4383

0,0731

0,2014

0,0668

0,0891

0,0312

0,4594

0,0744

0,2146

0,0698

0,0943

0,0329

0,4799

0,0757

0,2277

0,0726

0,0995

0,0345

0,500

0,0769

0,2407

0,0753

0,1048

0,0362

0,5198

0,0780

0,2538

0,0780

0,1101

0,0378

0.5582

0,0800

0,2801

0,0831

0,1208

0,0412

0,5954

0,0318

0,3065

0,0880

0,1316

0,0445

0,6314

0,0834

0,3329

0,0927

0,1425

0,0478

0,6663

0,0349

0,3594

0,0972

0,1535

0,0510

0,7001

0,0862

0,3858

0,1015

0,1645

0,0543

0,60€5N„

Гауссе PC pacnpeffencHue 1ч - RJ"

Рис. 1.21. Профиль распределения примеси, полученный ионным легированием.




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193