PDF《！＂晶体的 ！＂ 气氛扩散热处理研究》

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2 MOB2 !! 的补偿作用# 对于将 晶体在饱和 ! 气氛下热处 理过程, 是气氛中的 ! 原子首先扩散并溶解在 晶体的表面, 形成施主缺陷 ! , 然后施 主缺陷 ! 通过扩散进入 晶体内部, ! 经电离后产生的自由电子来补偿晶体内部主要由 !! 提供的空穴# 由于 晶体中 '

( 的含量 很少, 在热处理条件下 ! 原子在晶体内部的扩散 行为与 ! *+ 类似, 因此我们利用 ! *+ 的高温点缺 陷平衡关系 (见表 )) , 作出了不同温度下 ! *+ 中各 种点缺陷浓度随 ! 的压强变化的关系图, 如图 ) (,) , (-) , (.) # 从图中可以看出, 在/01

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2 的温度及过饱和 ! 压下 (高于平衡蒸气压) , 电离 ! 的浓度远大于其他缺陷的浓度, 因此在上 述条件下扩散进 晶体中的 ! 原子主要 以! 的形式存在# 表)! *+ 的类化学平衡方程式 (#

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? )) 期 李万万等:晶体的 ! 气氛扩散热处理研究 ! ! 在#$ 气氛热处理过程的电阻率和导电类型变 化模型 根据 ! #$%&

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的观点 [()] , 对于厚度有限的样 品, 如果扩散到厚度以外的溶质与总溶质浓度的比 值较小时, 可近似认为该扩散为无限源扩散* 一般 对0# 晶片的热处理时间不超过 12) * 我 们采用下面的公式对该比值进行了计算: !

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7 89#$ , , (() 其中

5 3 )-7 :% 为样品的厚度* 计算结果表明, 当 扩散时间为 12) , 扩散系数分别为 ( ;

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12 和), 显然比值都非常小, 因 此在该种情况下 +, 扩散进入晶体内部的过程相当 于一表面浓度恒定的半无限大扩散偶的扩散过程* 根据已建立的热处理过程的模型 [?] , 结合相关 的参数就可以获得 0# 晶体在 +, 气氛热处 理过程的电阻率和导电类型变化模型* 如果我们知 道0# 晶体在热处理前的电阻率、 导电类型 以及在热处理温度下 +, 在0# 晶体表面的 浓度和在晶体中的扩散系数, 就可以预测在经过一 定热处理时间后 0# 晶体的电阻率和导电 类型* 当然如果我们知道热处理前后 0# 晶 体的电阻率和导电类型, 就可以推算在热处理温度 下+, 在0# 晶体中的扩散系数* 表7给出 了上述模型中的一些参量的取值* 表7模型中所用到的参数 (@) ! '

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