Записи с меткой ‘диффузии’

Биполярные технологии изготовления ИМС – Полупроводниковая силовая электроника

May 25, 2015

Биполярные технологии рассмотрим на примере так называемой «сорокавольтовой» биполярной технологии с изоляцией p-η переходом, которая была исторически первой технологией для производства кристаллов ИМС силовой электроники. На рис. 4.1 представлен вертикальный срез типовой полупроводниковой структуры биполярной силовой микросхемы.

» Читать запись: Биполярные технологии изготовления ИМС – Полупроводниковая силовая электроника

Влияние состава сплава и природы диффундирующего вещества на скорость и параметры диффузии

June 11, 2013

Диффузия в полупроводниковых материалах имеет ряд особенностей. Важнейшей из этих особенностей является наличие в полупроводниках электрически активных примесей и собственных дефектов, прежде всего вакансий. Кулоновское взаимодействие между ними изменяет подвижность, концентрацию и характер распределения дефектов и соответственно условия и скорость диффузии. Важно также, что влияние примесей в полупроводниках проявляется при весьма малых концентрациях. Кроме того, на процессы диффузии в полупроводниках сказывается и низкая компактность решеток последних.

» Читать запись: Влияние состава сплава и природы диффундирующего вещества на скорость и параметры диффузии

Возможные  механизмы  диффузии  в  твердых телах

June 11, 2013

Для совершения элементарного акта диффузии атом должен преодолеть энергетический барьер, величина которого определяется энергией активации диффузии Q. Последняя зависит от прочности связи атомов в кристаллической решетке вещества. В зависимости от конкретного механизма диффузии Q по порядку величины может составить от долей до нескольких эВ.

» Читать запись: Возможные  механизмы  диффузии  в  твердых телах

Диффузия в германии и кремнии – основы материаловедения

June 9, 2013

К настоящему времени наиболее полные данные о коэффициентах диффузии различных примесей получены для германия и кремния. Первоначально основное внимание при исследовании диффузии было сосредоточено на определении коэффициентов диффузии тех примесей, которые существенно изменяли электрические свойства этих полупроводников и приводили к возникновению p n-переходов. К таким примесям прежде всего относятся элементы IIIA и VA подгрупп таблицы Менделеева, которые образуют с германием и кремнием, как правило, твердые растворы замещения и создают в запрещенной зоне «мелкие» водородоподобные энергетические уровни. Эти примеси сравнительно легко ионизуются, поэтому в широком интервале температур являются основными источниками носителей тока; при этом приводимость Ge и Si изменяется в большом диапазоне (на несколько порядков).

» Читать запись: Диффузия в германии и кремнии – основы материаловедения

Диффузия Li в Ge – основы материаловедения

June 8, 2013

Одним из методов определения зарядового состояния быстро диффундирующих примесных ионов является наблюдение их дрейфа в электрическом поле. Впервые такой эксперимент был проведен на литии в германии. Суть его состоит в следующем (рис. 8.8). Диффундирующая примесь наносится на поверхность германия p-типа проводимости кратковременным вплавлением ее в поверхностный слой. При этом реализуется случай «точечного» источника с неограниченным запасом примесных атомов — капля, вплавленная в кристалл и имеющая радиус много меньший характерных расстояний диффузии. Далее образец прогревается при заданной температуре T время t1 для формирования четкого фронта диффузии, представляющего собой полусферу радиуса r1. Затем образец охлаждается до комнатной температуры, а исходный источник примеси удаляется шлифовкой и специальным травлением. После травления на поверхности образца остается лунка, концентрично с которой находится диффузионная область, обогащенная литием, которая имеет проводимость n-типа. Затем определяется положение p n-перехода, располагающегося на поверхности полусферы радиуса r1, с которой в дальнейшем пойдет диффузия. Граница p n-перехода выявляется, например, химическим окрашиванием в специальном красителе2 или электрическим осаждением титаната бария. Затем образец помещается в постоянное электрическое поле (напряженностью 1–10 В/см), а диффузию проводят при той же температуре T , что и первый раз. Ток, который пропускается через образец (1–10 A), одновременно используется для его нагрева. Ввиду отсутствия источника дальнейшая диффузия примеси происходит аналогично рассмотренному выше случаю диффузии из ограниченного источника (уравнение (8.19)), то есть радиус полусферы увеличивается за счет обеднения областей прилегающих к бывшему источнику. Одновременно все диффундирующие ионы в соответствии со своим знаком заряда q будут дрейфовать в электрическом поле со скоростью Vдр. = µE, где µ — эффективная подвижность ионов, связанная с их коэффициентом диффузии соотношением Эйнштейна µ = (q/kT )D. Таким образом, центр полусферы после соответствующего прогрева переместится в новое

» Читать запись: Диффузия Li в Ge – основы материаловедения

Обменный  механизм – основы материаловедения

May 29, 2013

На рис. 8.3,а схематически показана диффузия по кольцевому механизму. В ходе такой диффузии в едином активационном процессе соседние атомы 1, 2, 3 и 4 обмениваются местами.

Этот механизм энергетически наименее выгоден для плотноупакованных решеток. Среди случаев обменного механизма наименее вероятен парный обмен (рис. 8.3,б), так как в этом случае обменивающиеся местами атомы создают очень сильные локальные искажения в решетке в переходных состояниях (атомы, соседние с теми, которые обмениваются местами, должны раздвинуться на расстояния, равные двум атомным диаметрам). Расчеты показали, что потенциальный барьер при диффузии по кольцу из четырех атомов меньше, чем при парном обмене, так

» Читать запись: Обменный  механизм – основы материаловедения

Вакансионный  механизм – основы материаловедения

May 25, 2013

При наличии вакансии  в объеме или в  поверхностном слое решетки какой-либо из соседних с ней атомов может скачком занять ее место. Это равносильно тому, что вакансия скачком переместится на место атома. Многократное повторение такого акта и будет представлять собой миграцию вакансий и соответственно диффузию атомов в обратном направлении. Однако даже при переходе атома из своего узла в соседнюю вакансию он должен преодолеть определенный энергетический барьер. Переход связан с необходимостью частичного разрыва связей с атомами, соседними в исходном состоянии, и с необходимостью упругого смещения атомов, соседних со стороны вакансии.

» Читать запись: Вакансионный  механизм – основы материаловедения

Междоузельный  механизм – основы материаловедения

May 18, 2013

Процесс диффузии атомов в твердых растворах внедрения является простейшим и наиболее наглядным примером этого механизма диффузии. Сам механизм сводится к последовательному переходу атомов из одного междоузлия в другое. В разбавленных твердых растворах можно считать перескоки атома из одного междоузлия в другое независимыми друг от друга. Скорость диффузии атомов небольшого размера по междоузлиям

» Читать запись: Междоузельный  механизм – основы материаловедения

Диффузия из бесконечно тонкого слоя (из ограниченного источника)

May 15, 2013

Диффузия из бесконечно тонкого слоя соответствует ситуации, когда небольшое количество легирующего вещества осаждается на поверхности легируемого материала. В этом случае все диффундирующие в течение некоторого времени t с поверхности в объем атомы полностью переходят в кристалл, причем распределяются моноатомно. В любой момент времени полное количество диффундирующих атомов остается постоянным.

» Читать запись: Диффузия из бесконечно тонкого слоя (из ограниченного источника)

Экспериментальное  определение коэффициентов  диффузии

May 11, 2013

Для изучения диффузии в твердых телах в настоящее время разработано большое число физических и физико-химических методов исследования. Эти методы основаны на измерении распределения концентрации диффундирующего вещества в исследуемом образце в зависимости от времени и температуры диффузионного отжига. При этом распределение концентрации определяется либо прямыми измерениями ее в различных частях исследуемого образца с помощью химических, спектроскопических, рентгеновских, электронографических, радиоактивных и других методов анализа, либо же косвенным образом — посредством изучения характера изменений некоторых физических свойств вещества, вызванных проникновением диффундирующей примеси.

» Читать запись: Экспериментальное  определение коэффициентов  диффузии

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты