Моделирование процесса диффузионного легирования

На основании анализа механизма и кинетики процесса формирования источника примеси получено [ ] аналитическое выражение скорости осаждения и толщины осаждаемого слоя в зависимости от технологических режимов и конструктивных особенностей элементов диффузионных систем.

Показано, сто скорость осаждения источника диффузии, например, боросиликатного стекла, осаждаемого согласно следующей реакции

4BBr ₃ + 3 O ₂ = 2 B ₂ O ₃ + 6 Br ₂

при поперечно-вертикальном расположении пластин (рис.7) в печи может быть определена из следующего выражения

, (15)

w

С ₁ (0) l l l R_т

r R_п

С ₂ (0) ........

w

L

Рис.7. К схеме модели процесса осаждения источника диффузии

Здесь J( L, r ) - изменение скорости осаждения по длине (L) и радиусу пластины (r) ; A = Mg / r - параметр системы , учитывающий молекулярную массу (М) и плотность осаждаемого слоя r ; g - коэффициент, учитывающий величину скорости образования В ₂ О ₃ , по сравнению с образованием боросиликатного стекла, т.е. комплекса В ₂ О ₃ * SiO ₂; k ₁ - константа скорости образования В ₂ О ₃;С ₁ (0) - концентрация ВВr₃ на входе в реакционную зону; = 2 - отношение стехиометрических коэффициентов у ВВr₃ и В ₂ О ₃ в реакции ( 4 ВВr₃ + 3 О ₂ = 2 В ₂ О ₃ + 6 Br ₂ ); l - расстояние между подложками; w - скорость потока парогазовой смеси в зазоре между стенками трубы и краями пластины; R _п , R _т - радиус подложки и реакционной трубы соответственно; D ₁ - коэффициент диффузии ВВr₃ в потоке газа носителя, например, в аргоне.

Анализ уравнения показывает , что :

- снижение относительной

площади поверхности

осаждения S , приходящейся на

единицу длины зоны осаждения Dd d

L приводит к уменьшению

неравномерности толщины

осаждаемого слоя Dd и росту

толщины осаждаемого слоя d

Рис. 8. Зависимость Dd и d