40. Первый з-н Фика.

Хар-ет величину потока атомов одного вещества в другое при постоянном градиенте и концентрации:

t, I – величина или плотность потока вещества, проходящего ч/з границу площади за единицу времени.

- градиент концентрации потока в-ва

D – коэф-т диффузии.

Минус показывает, что диффузия в направлении убывания концентрации.

Факторы, влияющие на процесс диф-и.

Температура – главным образом влияет на частоту колебаний:

, Z – число направлений колебаний;

- средняя частота колебаний в одном направлении;

Влияние Т на D можно описать ур-ем:

где D_T – D при Т, Dо – D при известн. Т, Е_D – энергия активации дифф. процесса;

Постоянная решётки: чем выше плотность материала, тем меньше постоянная решётки и тем меньше D.

Дефекты: если на поверхности п/п кристалла выходит значительное колличество линейных дефектов (краевых дислокаций), то процесс диффузии значительно ускорится.

41. Физический смысл коэф-та диффузии D.

Заключается в том, что он указывает величину плотности потока I при заданном градиенте концентрации, т.е. является показателем скорости, с которой система способна устранить градиент концентрации.

42. Уравнение Аррениуса для коэф-та диффузии.

Выглядит так:

, где k – коэф-т скорости; Еа – энергия атомов; Т – температура; А – константа.

43. Механизм термодиффузии:

Осуществляется в четыре этапа:

1. Газовый массоперенос окислителя к поверхности подложки.

2. Адсорбция окислителя в оксидную пленку подложки.

3. Диффузия окислителя через оксидную пленку к материалу подложки.

4. Химическая реакция окислителя с материалом подложки.

Скорость термодиффузии зависит от самого медленного этапа – диффузии окислителя.

44. Роль структурных дефектов в процессе диффузии.

Если на поверхности п/п кристалла выходит значительное колличество линейных дефектов (краевых дислокаций), то процесс диффузии значительно ускорится. В этом случае предполагается, что диф-я протекает по своеобразным каналам вдоль линии дслокации (трубчатая диф-я).После проникновения диф-ов вглубь кристалла происходит перераспределение атомов примесей по сторонам.

45. 2 закон Фика

Изменение концентрации вещ-ва в некотором объеме должно быть равно результирующему потоку внутри этого объема:

При заданном значении коэффициента диффузии это уравнение описывает характер распределения диффундирующих частиц в различных точках среды, как функцию времени.

46. Как и какие св-ва термодиффузии используются при создании n-p-n и p-n-p структур.

Обычно процессы диффузии проводят в две стадии:

1. На поверхности кристалла создается относительно тонкий слой примеси – загонка.

2. Кристалл нагревается так, что единственным процессом диффузии является перераспределение примеси на большую глубину кристалла – разгонка.

Разделение на две стадии позволяет более тщательно управлять процессом диффузии. Профиль концентрации примеси при создании диффузионных p-n-p структур может быть использован для образования структур транзистора.

47. Основные технологические факторы влияющие на процесс термодиффузии.

Основными технолог. факторами определяющими коэффициент диффузии являются:

1. Время протекания диффузии

2. Температура

3. Время процесса диффузии

4. Природа материала

5. Наличие деффектов

6. Кристаллографическое направление

48. Влияние температуры на коэффициент диффузии.

Температура главным образом влияет на частоту колебаний

, где - средняя частота колебаний в одном направлении; z - число направлений колебаний;

чем больше T тем больше атомов, тем выше частота колебаний и тем более высокая энергия сообщения диффундирующих атомов и тем с большей скорость они движутся сквозь кристаллическую решетку.

Влияние Т на D можно описать ур-ем:

где D_T – D при Т, Dо – D при известн. Т, Е_D – энергия активации дифф. процесса;