Распределение примесей при эпитаксии

Перед процессом эпитаксии подложки подвергают высоко-температурному отжигу в восстановительной среде водорода или травлению в газообразном хлористом водороде. При этом с поверхности подложек может происходить испарение легирующей примеси (диффузия наружу). Граничное условие на поверхности подложки при x = 0 в этом случае имеет вид

,

где k – коэффициент испарения примеси. При интенсивном испарении (k ® ¥) это условие соответствует поглощающей границе, C(0, t) = 0. При однородном начальном распределении примеси в подложке C(x, 0) = C₀ распределение концентрации примеси по глубине описывается функцией ошибок (рис. 4.10)

.

Количество примеси, испарившейся с поверхности подложки, определяется выражением

где L – толщина подложки. При имеем

.

В процессе эпитаксии происходит диффузия примеси 1 из эпитаксиального слоя в подложку и примеси 2 из подложки в эпитаксиальный слой. При однородном легировании эпитаксиального слоя и подложки C₁(x,0) = C₀₁ и C₂(x,0) = C₀₂ и при скорости эпитаксии больше скорости диффузии, , соответствующие распределения концентрации примесей 1 и 2 имеют вид (рис. 4.11)

где W – толщина эпитаксиального слоя; D₁ и D₂ – коэффициенты диффузии примесей 1 и 2 соответственно.