Способ определения коэффициента диффузии примеси

 

Союз Советсииа

Социалистымески»

Республми пп 65862? (61) Дополнительное к авт. свиа-ву—

8 (22) Заннлеио 25.11.76(21) 2423004/18-25 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

Н 01 (21/66

Государственный ноютат

СССР оо долам нзобрвтоннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликоваио25.04. 79.Бюллетень №15

Дата опубликовании описания 28.04.79 (53) УДК 621.382 (088,8) (72) Авторы изобретения

10. Н. Максименко, С. B. Свечников и B. П. Степанчук (71) Заявитель

Институт полупроводников АН Украинской ССР (54) СПОСОЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЗФФИБИЕНТА ДИФФУЗИИ

ПРИМЕC11 В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ т

-Наг (э ) 11зобретение относится к исс пе дованию химических и физических свойств веществ, производства полупровоцникоBbJx приборов, преимущественно тонкопленочной микроэлектроники и может быть использовано в оптоэлектронике при создании тонкопленочных электролюминесцентных усилителей — преобразователей изображения и излучения.

Известен способ определения коэффициента диффузии с использованием электронно-дырочного перехода посредством исследования положения и скорости перемещения границы электронно-дырочного перехода в зависимости от температуры и времени диффузионного отжига (lj.

Он включает следующие операции: нане— сение на поверхность исследуемого кристалла полупроводника тонкого слоя примеси (акцепторной в случае электронного попупроводника и донорной в случае дырочного); диффузию примеси в полупроводник в течение определенного времени < при определенной 1 емператур» Т ; определение глубины залегания перехода . Xj nocJJeдовательным снятием слоев либо стачиваннем образца на клин, пользуясь световым зондом или зондом в виде вольфрамовой иглы; вычисление коэффициента

5 диффузии из уравнения; где / — общее количество примесных атомов в образце;

С- (х )- концентрация примеси.

Однако этот способ не дает возможности определить коэффициент диффузии примеси в тонких пленках и трудоемок в связи с необходимостью либо снятия слоев, либо стачивания образца на клин.

Он пригоден лишь для измерения коэффи26 циента диффузии акцепторных примесей в электронных полупроводниках и дспорных примесей в дырочных.

Наиболее близким техническим 1ющением к предлагаемому изобретению»япз- 6586 ляется способ определения коэффициента диффузии примеси, включающий диффузию примеси в исследуемый образец путем нескольких после довате пьных этапов B течение различных интервалов времени 5 при определенной температуре, до насыщения и вычисление коэффициента диффузии (2).

Способ вкпючает; измерение электропроводности кристалла Е и подвижно- <0 о сти Vo носителей тока при комнатной температуре; диффузию примеси в кристалл определенное время 6 при температуре Т; вторичное измерение эпектропроводности Я(и подвижности 0(Ц при комнатной температуре; диффузию до насыщения, т.е. до того момента времени, когда зпектропроводность кристалла, измеренная при комнатной температуре, станет постоянной, определение по графику Е () величины электропроводности насьпцения, ., (соответственно при этом значение продвижностп U ; вычисление коэффициента диффузии из урав,нения: о о о о со о где C1 — толщина кристалла.

Известный способ не позволяет определить коэффициент диффузии примеси в тонких пленках в связи с наличием токовых и цотенциальных зондов и ограничен применением веществ, которые могут насыщать, ппастинку.в приемлемое время. Он применим лишь к электрически активным диффундирующим примесям.

Цепью изобретения является расширение диапазона исследуемых примесей.

Поставленная цель достигается тем, l что производят регистрацию насыщения свечения путем измерения яркости свечения люминесцентно-активной примеси в зависимости от времени при комнатной температуре после каждого поспедоватепьКОго этапа диффузии go прекращения изменения яркости и по моменту насыщения яркости определяют параметры диффузии.

При этом диффузию активируюшей примеси в образец осуществляют различным образом. При активации субпимированных пюминесцирующих пленок может иметь место диффузия активирующей примеси из прослойки конечного объема в "бесконечКоэффициент диффузии (Х) ) (при диффузии из прослойки конечного объема в бесконечное" твердое тело определяют в общем случае из формулы е, ь+е ег +erg

2 Dt

2 2 Ь

2 0 С где

8 )+6 — -+ — 2, 2 — интеграл ошибок "Гаусса"(табупируемая функция);

С вЂ” концентрация примеси в примесном слое к моменту начала диффузии; Π— время диффузии, необходимое дня выравнивания концентрации примеси по толщине образца, причем < Ф., < 1, если учесть что расчет коэффициента диффузии ведется по формуле

L, +K%

После каждого этапа диффузии проводят измерение яркости (В) свечения люминофора при одних и тех же условиях, т. е. температура, параметры возбуждения люминофора остаются постоянными.

Такчм образом, получают наборЯ;

32 ... Эи,соответствУющий Различным временам ty kg 1„диффузии примеси в

l образец при температуре диффузии Т„.

Строят график зависимости яркости свечения люминофора от времени диффузии примеси — В(4 ).

При полной и равномерной диффузии примеси в образец яркость свечения

27 4 ное" (при напылении прослойки цегируюшего вещества между споями люминофора) ипи "попубесконечное (при напылении прослойки пегирующего вещества сверху слоя люминофора) твердое тело. Точность высказанного допущения определяют степенью выполнения неравенства:

g

L — толщина слоя люминофора, а также степенью временного приближения к равномерному распределению примеси вдоль толщины пюминесцентной пленки с вводимой концентрацией (в объемных%):

oQ 9 <005

Ь Ь+6

658627

Составитепь В. Зайцев

Редактор A. Абрамов Техред Э. Чужик Корректор М. Пожо

Заказ 2067/48 Тираж 922 Подписное

IJHHNI1N Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.н д. 4/5

Фипиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цюминофора в зависимости от времени диффузии выходит на насьпцение. Тогда то минимапьное время, необходимое для насыщения яркости свечения люминофора, и будет искомым временем 6о, так как основной вкпад в возникновение люминесценции вносит наличие примеси определенной концентрации.

Таким образом, время о диффузии примеси в образец, необходимое дпя выравнивания концентрации примеси по топщине образца при данной температуре

Тс опредепяют по точке насыщения графика зависимости яркости свечения люминофора от времени диффузии.

При постоянном времени диффузии

1 с температура То находится в зависимости В (t ) no "насыщению" яркости.

Таким образом, испопьзуя явление насьлцения яркости в зависимости от температуры диффузии, можно опредепить параметры диффузии и 1О, а затем по соответствующей формуле и коэффициент диффузии.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента диф- фузии примеси, включающий диффузию примеси в исспедуемый образец путем нескольких поспедовательных этапов в течение различных интервапов времени при определенной температуре или при

5 различных температурах в течение определенного промежутка времени до насыщения свечения и вычиспение коэффициента диффузии, о т и и ч а ю ш и и с я тем,, что, с целью расширения предела исспе1й дуемых примесей, производят регистрацию насыщения свечения путем иэмерения яркости свечения люминесцентно-активной примеси в зависимости от времени при постоянной температуре ипи в зависимости от температуры при опредепенном промежутке времени поспе каждого последоватепьного этапа диффузии до прекращения изменения яркости и по моменту насыщения яркости опредепяют параметры диффузии..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Атомная диффузия в полупровод никах, под ред. Д. Шоу, М., "Мир", 1976, с. 186.

2. Боптакс Б. И. диффузия в попупроводниках, М., Госиздат, 1961, с. 201.

Способ определения коэффициента диффузии примеси Способ определения коэффициента диффузии примеси Способ определения коэффициента диффузии примеси 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике контроля параметров полупроводников и предназначено для локального контроля параметров глубоких центров (уровней)

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к области измерения геометрических размеров плоских изделий, и может быть использовано при измерении толщины плоских изделий из диэлектриков, полупроводников и металлов, в том числе полупроводниковых пластин, пластических пленок, листов и пластин

Изобретение относится к полупроводниковой технике и направлено на повышение точности измерения параметров эпитаксиальных слоев на изотипных проводящих подложках и применение стандартных образцов, изготовленных по технологии, обеспечивающей существенно более высокий процент выхода годных и более высокую механическую прочность

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для выявления и анализа структурных дефектов (ростовых и технологических микродефектов, частиц второй фазы, дислокаций, дефектов упаковки и др.) в кристаллах кремния на различных этапах изготовления дискретных приборов и интегральных схем

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении тиристоров и диодов
Изобретение относится к неразрушающим способам контроля степени однородности строения слоев пористого кремния

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к области измерения электрофизических параметров материалов, и может быть использовано для контроля качества полупроводниковых материалов, в частности полупроводниковых пластин
Наверх