在硅中络合物形成对砷扩散的影响

当砷扩散入硅中时,仅有一部分砷保留电活性。因为砷作为发射极掺杂剂是重要的,所以了解不活泼的砷的性质和它如何影响 As~ 离子的溶解度和扩散是很必要的。提出了一个模型,在该模型中,当与〔VsiAs_2〕络合物形成准平衡时,As~ 的扩散是通过一个简单的空位机构,游动的单质 As~ 的通量根据〔VsiAs_2〕络合物形成的程度而作修正。讨论了缺陷的结构和它的形成能(≈1.8电子伏)。采用这一模型推导出一个有效扩散系数:D_As=2DiC_A/(1 8 K′_2C~3_A)式中 C_A 是 As~ 浓度,K′_2是一个依赖于 As~ 表面浓度和扩散温度的集合参数。给出了该方程的准确性的实验检验。这一定量分析的重要结果表明了 D_(AS)随砷浓度的增加而达到一个极大值,然后又单调地下降。出现 Dmax 的砷的浓度是依赖于总的砷表面掺杂和扩散温度。总的砷与电活性 As~ 之比值在1300℃下下降到1。在1250℃下表明了As~ 溶解度达到一极大值,在 P—Si 中是1.5×10~(21)原子/厘米~3,在n—Si 中是1.2×10~(21)原子/厘米~3。