Proses DifusiDifusi : Doping impuritas pada substrat

Predeposisi : doping impuritas pada

substrat sejumlah Q(t) dan konsentrasi

C(x,t).

Konsentrasi pada kedalaman predeposisi

C(x,t) = C0 erfc(x/2√Dt)

Carrier gasesBoat

Source

Furnace

Substrat

C0 = kons.kondisi awal (surface), lewat

grafik Fig.5.5.3 Zambuto

Jumlah atom predeposisi

Q(t) = (2/√π) C0√Dt

Predeposisi SK ekstrinsik dengan konsentrasi Bulk (CB). Atom doping berlawanan dengan substrat.Distribusi cons.impuritas sambungan P-N

C(x,t) = C0 erfc(x/2√Dt) - CB

Atom/cm3

oC

B

P

Pada kedalaman sambungan C(x,t) = 0, maka kedalam predeposisi

Xd = 2√Dt erfc-1(CB/C0)

Erfc dapat diperoleh melalui grafik Fig.5.5.8

Cx/C0

x/2√Dt

Erfc(z)

Drive-in : Proses pendorongan atom impuritas sampai pada kedalaman tertentu (difusi lanjut)

Jumlah atom impuritas tetap

Qp = Qd = (2/√π) C0√Dt

Konsentrasi pada kedalaman drive-in C(x,t) = (Qp/√πDt) exp.(-x2/4Dt)

L

tox

Xj W

Mask.Difusi

Doping Imp.

Disain Ketebalan SiO2 sebagai Mask DifusiUntuk difusi B & P (fig.5.5.11)

Konduktivitas & Tahanan DifusiDifusi

σ = q/xj ∫ C(x,t) μ dx

R = L/Aσ

Lama dif(t), mnt

toxT1

T2

T3

T1>T2>T3

xj

0

Proses & Disain PN Junction1. Oksidasi SiO2

2. Litografi Coating resist

Expossure

toxSiO2

Si-N

toxSiO2

Si-N

Resist

toxSiO2

Si-N

Resist (Mask

Develop

Etch SiO2

Remove Resist

3. Difusi Predeposisi impuritas B B

Jumlah atom predep.

toxSiO2

Si-N

Resist (

toxSiO2

Si-N

Resist (

toxSiO2

Si-N

toxSiO2

Si-NXjC(x,t)

CB

Q(t) = (2/√π) C0√Dt Konsentrasi pada Xj

C(x,t) = C0 erfc(x/2√Dt) - CB

Drive-in

C(x,t)d=(Qp/√πDt) exp.(-x2/4Dt)

Relitografi : coating resist, expossure, develop, etching SiO2 (membuka contact window).

Evaporation logam :

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

LitografiCoating resist

Expossure

Develop

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

Metal

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

MetalResist

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

MetalResist +

MaskUVUV

Etch Metal

Removeresist

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

MetalResist +

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

MetalResist +

toxSiO2

Si-NXjdC(x,t)dCB

Metal kontak

Vbi

Vbi = (kt/q)ln (Cxj.CB)/ni2

V

ID

IS

VB