Н А Н О Т Е Х Н О Л О Г И И
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общие сведения
2. Изготовление монокристалла
3. Разрезка монокристалла
4. Изготовление фотошаблонов
5. Полупроводниковые микросхемы
6. Легирование диффузией
7. Легирование имплантацией
8. Оценка пробивного напряжения
9. Оценка удельного сопротивления
10. Проектирование полупроводниковых резисторов
11. Фотолитография
12. Расчет топологических областей
13. Осаждение тонких пленок
14. Тонкопленочные резисторы
15. Основы тонкопленочной технологии
16. Коммутационные платы микросборок
17. Крепление подложек и кристаллов
18. Монтаж кристаллов
19. Изготовление печатных плат
20. Обзор новых технологий
Контрольные вопросы

9. Оценка удельного поверхностного сопротивления легированных слоёв.

Понятие удельное поверхностное сопротивления слоя можно установить путём следующих рассуждений. Пусть легированная область представляет собой в плане прямоугольный элемент длиной l и шириной a при толщине d. Сопротивление такого элемента току, протекающему вдоль элемента, может быть определено по общеизвестной формуле , где r [Ом×см] – удельное объёмное сопротивление материала области (слоя). Для элемента квадратной формы (l=a) его сопротивление . Удельное поверхностное сопротивление Rсл, выражаемое в омах, является, таким образом, сопротивлением квадратного участка слоя независимо от размеров квадрата. Теперь сопротивление прямоугольного элемента может быть представлено в виде
(25)

т.е. как удельное поверхностное сопротивление Rсл, умноженное на число квадратов со стороной а, вписывающихся в элемент длиной l

Параметр Rсл широко используется для расчёта сопротивлений областей, в которых токи протекают параллельно плоскости кристалла: пассивная база и коллектор транзисторов, резисторы, межсоединения на поверхности кристалла.

При известной толщине полупроводникового слоя d=Xп задача определения Rсл в основном сводится к отысканию значения r. Удельное объёмное сопротивление r зависит от средней эффективной концентрации примеси Nср.эф. В свою очередь, Nср.эф определяется средней концентрацией введённой примеси за вычетом концентрации примеси, компенсированной примесью исходного слоя.

На рис. 14 приведено в качестве примера распределение примеси в базовом слое (Nб) и коллекторе (Nк = Nисх). Площадь под кривой Nб выражает собой полную дозу легирования

В пределах рассматриваемого базового слоя присутствует лишь часть дозы введенной примеси

(26)

где N(x)-функция распределения концентрации примеси.

Интегрирование согласно (26) приводит к следующим выражениям:

для базового диффузионного слоя
(27)
для имплантированного слоя
(28)

Для эмиттерного слоя, который используется при проектировании низкоомных (несколько десятков Ом) резисторов, ввиду высокой крутизны кривой N(x), можно принять Qn@ Q (на рис. 14 заштрихованная справа площадь становится пренебрежительно малой).

Средняя концентрация введённой примеси в пределах 0…Хп
(29)
Средняя эффективная концентрация в слое
(30)
Средняя эффективная концентрация в слое
(31)

где q=1,6×10-19 Кл- заряд электрона; m- подвижность основных носителей в слое, см2/(В×с).

Для кремния при Т=300 К подвижность электронов и дырок определяется соответственно по формулам:

(32)
(33)

Здесь NS=Nср+Nисх – суммарная концентрация примеси в слое.

Искомое значение удельного поверхностного сопротивления определяется по выражению:

(34)
 
Перейти к преведущей странице Перейти наверх страницы Перейти к следующей странице
Hosted by uCoz