硅 dioxide 中杂质的扩散模型分析

简介：
本文对硅二氧化物中常见杂质元素的扩散行为进行了理论建模与分析，探讨了不同工艺条件下的杂质分布规律及其对器件性能的影响。 为了清晰地阐述杂质通过二氧化硅扩散的问题，我们采用最简单的情形进行解释。假设在预淀积过程中，二氧化硅的表面浓度保持恒定不变，并且初始条件下，在二氧化硅与硅中的杂质浓度均为零。 建立如图3.2所示的模型来描述杂质通过二氧化硅层向硅中扩散的情况。该模型包含一个厚度为d的二氧化硅层，其中C1(x,t) 和 C2(x,t) 分别表示在任意时刻t和位置x处杂质在二氧化硅中的浓度以及进入硅后的浓度；D1 和 D2 则分别代表杂质在二氧化硅与硅中扩散系数。可以将硅片视为半无限大，并且由于杂质的浓度远低于本征载流子，因此忽略“场助效应”的影响，即认为杂质扩散系数保持不变。 根据恒定源扩散理论重新表述上述内容如下：考虑一个厚度为d的二氧化硅层，在该模型中用C1(x,t)和C2(x,t)分别表示任意时刻t及位置x处杂质在二氧化硅中的浓度以及进入硅后的浓度，D1和D2则分别是杂质在这两种材料中的扩散系数。假设硅片是半无限大的，并且由于杂质的浓度远低于本征载流子，所以可以忽略“场助效应”的影响，即认为杂质扩散系数保持不变。