8. В чем физический смысл коэффициента диффузии?

Коэффициент диффузии D определяется числом атомов, проходящих через площадку в 1 см2 за 1 с.

9. Какие факторы влияют на коэффициент диффузии?

С повышением температуры скорость диффузии возрастает, поскольку увеличивается вероятность перескока примесного атома из одного положения в другое.

Различные вещества, имеющие разные размеры постоянной решетки а. обладают различным коэффициентом диффузии. Там, где атомы в кристаллической решетке упакованы более плотно, (а — мало), коэффициент диффузии мал.

Наличие линейных дефектов (дислокаций) существенно повышает коэффициент диффузии. Скорость диффузии вдоль линий краевых дислокаций значительно выше, чем в других направлениях. Этот эффект часто называют трубчатой диффузией. Диффузия происходит вдоль каналов, осями которых являются линии краевых дислокаций.

10. В чем суть двухстадийного процесса термодиффузии?

Процессы термодиффузии проводятся в две стадии.

Первая стадия: на поверхности кремния создается относительно тонкий диффузионный слой — запас диффузанта - загонка примеси.

На второй стадии пластины кремния нагреваются в атмосфере, не содержащей примеси, происходит диффузия тех примесей, которые были введены в поверхностный слой в течение первой стадии, производится перераспределение примесей вглубь пластины- разгонка примеси.

11. Каковы недостатки термодиффузии?

Режимы нагрева-охлаждения обрабатываемой подложки требуют особого внимания, превышение допустимых скоростей, увеличения или уменьшения температуры вызывает интенсивную генерацию дислокаций и механических напряжений.

При повторении несколько раз циклов термодиффузии возможна повторная термодиффузия — изменение первоначального профиля легирования при последующих процессах диффузии.

Особенностями термодиффузии являются — высокая температура и большая длительность процесса , что затрудняет автоматизацию и интеграцию.

12. В чем сущность метода ионной имплантации?

Ионной имплантацией называется процесс внедрения в мишень ионизованных атомов с энергией, достаточной для проникновения в ее приповерхностные области.

13. Назвать достоинства и недостатки ионной имплантации.

Имплантация имеет ряд преимуществ по сравнению термодиффузией. Метод ионной имплантации позволяет:

метод универсален, так как с его помощью можно вводить любые примеси в любое твердое тело.

Он обеспечивает высокую чистоту легирования, практически исключающую попадание неконтролируемых примесей в легированный слой.

Ионное легирование проводится при низких температурах (вплоть до комнатных).

Изменяя плотность пучка ионов и их энергию, можно варьировать количество имплантированных примесных атомов и глубину их залегания.

Ионная имплантация имеет недостатки и ограничения:

1. нарушение кристаллической структуры полупроводниковых подложек, появление радиационных дефектов, для устранения которых и восстановления нарушенной структуры необходима дополнительная технологическая операция — отжиг;

2. трудно воспроизводимы глубокие легированные области;

3. оборудование ионно-лучевых установок дорого и сложно

4. проблемы с легированием пластин большого диаметра из-за расфокусировки ионного пучка при больших отклонениях его от нормали.