Тема дипломной работы: РОЗРОБКА МОДЕЛІ ДИФУЗІЇ НІКЕЛЯ В КРЕМНІЄВОМУ ДІОДІ

ЗМІСТ



ВСТУП 4

РОЗДІЛ 1.Літературний огляд

1.1.Методи формування омічних контактів до 6 кремнієвих діодних структур

1.2.Особливості виготовлення нікелевого омічного 17 контакту

РОЗДІЛ 2.Методична частина

2.1.Об'єкт дослідження 22

2.2.Методика виміру зворотного струму в кремнієвих 22 діодних структурах

2.3.Обробка результатів 24

РОЗДІЛ 3.Експериментальна частина

3.1.Технологія виготовлення кремнієвого діода з 26 нікелевим омічним контактом

3.2.Моделювання дифузійних процесів в кремнії при відпалі плівки нікеля

3.2.1.Дисоціативний механізм дифузії нікеля в кремнії 34

3.2.2.Модель накопичення нікеля в області p+-n 37 переходу при формуванні силіциду

3.2.3.Модель перерозподілу нікеля в кремнієвих 48 пластинах при їх відпалі після завершення формування силіциду

3.2.4.Розробка методики визначення параметрів 50 дисоціативної дифузії

3.3.Метод двостадійного відпалу плівки нікеля 52

ВИСНОВКИ 56

РОЗДІЛ 4.Економічна частина 57

РОЗДІЛ 5.Охорона праці 69

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 81

ВСТУП



У виробництві кремнієвих діодів дуже широко використовують омічні контакті на основі нікелю, що пов’язано з наявністю різноманітних, порівняно дешевих, методів осадження нікелю на поверхню кремнієвих пластин ( хімічне та електрохімічне нікелювання, осадження плівок нікелю в вакуумі), а також з простотою приєднання виводів до поверхні нікелевої плівки. Для покращення адгезії плівки нікелю до поверхні кремнію та з метою зниження опору контакту нікель – кремній після осадження плівки нікелю на поверхню кремнію проводиться її відпал в середовищі інертного газу діапазоні температур (500-750) °С. Як було установлено експериментально, в процесі відпалу нікель дифундує в область p-n переходу, накопичується там і призводить до деградації його зворотних характеристик. Кількість діодних структур, які деградують у процесі відпалу, залежить як від якості вихідних епітаксійних плівок і технологічних режимів формування p-n переходу, так і від режимів відпалу плівки нікеля. Якість епітаксійних плівок в технології виготовлення діодних структур визначає концентрацію різноманітних структурних дефектів. Структурні дефекти (їх вид, розміри, щільність, глибина проникнення) впливають на коефіцієнт дифузії та розчинність нікеля в кремнії [1-4].

Для кількісної оцінки процесів деградації були проведені дослідження залежності зворотних струмів діодів від часу відпалу при різних температурах. Було встановлено, що в процесі відпалу зворотній струм діода спочатку зростає на 2-3 порядка величини, досягає максимуму, а потім зменшується.

У літературі є багато теоретичного матеріалу по впливу нікелевого омічного контакту на зворотні характеристики діодів. Однак дуже часто ці зведення з окремих літературних джерел неоднозначні, а іноді і суперечать один одному. У зв’язку з цим з’явилась необхідність у розробці моделі, яка теоретично роз’ясняла зв'язок між дефектами кремнію та режимами відпалу плівки нікелю з рівнем зворотного струму діодів, а також оптимізації на основі розробленої моделі відпалу плівки нікеля.

Метою даної дипломної роботи є розробка моделі дифузії нікеля в кремнії та оптимізація на її основі режимів відпалу плівки нікеля.

Для досягнення мети необхідно було вирішити наступні завдання :

1.Вивчити типову технологію кремнієвого діода з нікелевим омічним контактом.

2.На основі дисоціативного механізму розробити модель дифузії нікеля в кремнії.

3.Розробити методику визначення параметрів дісоциативної дифузії нікеля в кремнії.

4.Розробити метод двостадійного відпалу плівки нікелю