Диффузия из жидкой фазы

При больших парциальных давлениях концентрация примеси в поверх-ностном слое может быть такой, что будет образовываться жидкая фаза, если позволяет диаграмма состояния. Практически различают два типа взаимо-действий на поверхности: образование сплава и химическое взаимодействие.

Примесные элементы (например, алюминий, индий и галлий) могут быть нанесены на пластину полупроводника испарением в вакууме. При следующей диффузии на поверхности пластин в соответствии с фазовой диаграммой образуется жидкий сплав. Поверхностная концентрация определяется только термодинамическими свойствами системы примесь – полупроводник и равна предельной растворимости примеси при данной температуре диффузии.

Второй тип взаимодействий на поверхности заключается в химической реакции донорной или акцепторной примеси с полупроводником. Обычно имеет место взаимодействие между полупроводником и жидкой поверхностной фазой, состоящей из окисла, например S_iO₂, первоначально присутствующего на полупроводнике, и донорного либо акцепторного окисла, используемого при диффузии. При температуре выдержки в реагирующей фазе устанавливается равновесная концентрация доноров или акцепторов. Скорость перехода примеси из этой фазы в полупроводник очень велика и распределение примеси соответствует случаю источника с постоянной поверхностной концентрацией, как и при наличии сплава.

Диффузия из твердой фазы

Это диффузия из твердого раствора примеси в одной области полупроводника в примыкающую к ней другую область этого же полупроводника, свободную от примеси данного типа.

Таким образом, для диффузии из твердой фазы характерно наличие начального резкого перепада концентраций диф-фундирующей примеси. Структуры со ступенчатым начальным распределением примеси получают при выращивании эпитак-сиальных пленок, путем создания рекристаллизированного слоя при сплавлении или путем предваретельного диффузионного или ионно-лучевого легирования тонкого поверхностного слоя полупроводника. Эти виды структур различаются по толщине легированного слоя, из которого идет диффузия.

СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОВ ДИФФУЗИИ

В настоящее время насчитывается значительное количество технологических способов проведения диффузионных процесс-сов. Рассмотрим только основные способы создания диффузии-онных слоев в кремнии.