숙제4(확산)_2012
- 최초 등록일
- 2012.07.12
- 최종 저작일
- 2012.06
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소개글
IC 프로세스 과목에서 확산에 대한 과제로, 확산의 관계식 및 그래프를 표현하였으며, 주어진 조건에 따른 확산 문제 풀이가 상세히 나와있습니다.
목차
1. 실리콘에서 두 가지 확산 기구는 무엇인가? 붕소 및 중금속의 확산은 이 중 어느 것에 해당하는가?[20]
2. 이온이나 전자의 확산 계수와 이동도의 관계를 주는 공식을 써라. 확산 계수 D의 단위는 무엇인가?[20]
3. 일반적인 확산 계수, D에 대한 식을 적고, D와 온도의 역수의 관계 그래프를 스케치하여 보아라.[40]
4. 다음 관계를 스케치하여 보아라.[40]
5. 선확산에서 , 일 때, 불순물양 Q는 얼마인가?
6. 기판 농도가 5x1014 cm-3인 p형 wafer에 인을 975 C 에서 30분 선확산 시킨 후, 1100 oC에서 4시간 후확산을 시행하였다. 인의 확산에서 Do=0.04 cm2/sec, Ea=3.0 eV, Solid solubility, N0=1x1021 cm-3이다. k=1.38x10-23 J/K, T는 절대온도, q=1.6x10-19 C[80]
본문내용
1. 실리콘에서 두 가지 확산 기구는 무엇인가? 붕소 및 중금속의 확산은 이 중 어느 것에 해당하는가?[20]
① 틈새 위치 확산(Interstitial site diffusion): 원자가 틈새 위치에서 다른 틈새 위치로 이동하는 것. 실리콘 내에서 중금속의 확산이 이에 해당한다. 원자가 이동하기 위해서 포텐셜 에너지 장벽을 넘어야 하는데, 도약할 확률은 다음과 같다.
상온에서 를 대입하면 분당 한 번의 도약이 있으므로 충분한 이동이 일어나기 위해서는 고온이 필요하다.
② 대체 위치 확산(Substitutional diffusion): 빈자리가 이동하는 것으로, 원자가 격자 위치에서 근처의 빈자리나 schottky 결함으로 옮겨진다. 실리콘 내에서 실리콘 자체의 확산이나 대체 불순물(P, B, As, Sb etc)의 확산이 이에 해당한다. 대체 위치 확산에서는 격자 위치에서 원자가 도약해야 할 뿐만 아니라, 원자가 들어갈 빈자리가 만들어져야 하므로 원자가 도약할 확률은 다음과 같다.
이므로, 상온에서는 도약이 약 30~40년에 한 번 일어난다. 이것은 소자가 작동하는 온도에서는 안정하다는 것을 뜻하고, 따라서 실리콘 반도체 소자는 높은 신뢰도를 갖는다.
참고 자료
없음