Зарядовое состояние диффундирующих примесей

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 р-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 меньщий характерных расстояний диффузии. Далее образец прогревается при заданной температуре Т время для формирования четкого фронта диффузии, представляющего собой полусферу радиуса г. Затем образец охлаждается до комнатной температуры, а исходный источник примеси удаляется щлифовкой и специальным травлением. После травления на поверхности образца остается лунка, концентрично с которой находится диффузионная область, обогащенная литием, которая имеет проводимость я-типа. Затем определяется положение р —я-перехода, располагающегося на поверхности полусферы радиуса гу, с которой в дальнейшем пойдет диффузия. Граница р —я-перехода выявляется, например, химическим окращиванием в специальном красителе или электрическим осаждением титаната бария. Затем образец помещается в постоянное электрическое поле (напряженностью 1-10 В/см), а диффузию проводят при той же температуре Т, что и первый раз. Ток, который пропускается через образец (1-10 А), 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 ц будут дрейфовать в электрическом поле со скоростью Удр. = Е, где /1 — эффективная подвижность ионов, связанная с их коэффициентом диффузии соотношением Эйнштейна /х = q/kT)D. Таким образом, центр полусферы после соответствующего прогрева переместится в новое [c.304]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...