Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/10188
Title: On concentration dependence of arsenic diffusivity in silicon
Authors: Velichko, O. I.
Keywords: публикации ученых
silicon
arsenic
diffusion
diffusivity
modeling
кремний
мышьяк
диффузия
коэффициент диффузии
моделирование
Issue Date: 2016
Publisher: Int. J. Comp. Mat. Sci. Eng.
Citation: Velichko, O. I. On concentration dependence of arsenic diffusivity in silicon / O. I. Velichko // Int. J. Comp. Mat. Sci. Eng. ― 2016. ― Vol.05, No. 01. ― Art. No.1650005 [10 pages].
Abstract: An analysis of the equations used for modeling thermal arsenic diffusion in silicon has been carried out. It was shown that for arsenic diffusion governed by the vacancy-impurity pairs and the pairs formed due to interaction of impurity atoms with silicon self-interstitials in a neutral charge state, the doping process can be described by the Fick's second law equation with a single effective diffusion coefficient which takes into account two impurity flows arising due to interaction of arsenic atoms with vacancies and silicon self-interstitials, respectively. Arsenic concentration profiles calculated with the use of the effective diffusivity agree well with experimental data if the maximal impurity concentration is near the intrinsic carrier concentration. On the other hand, for higher impurity concentrations a certain deviation in the local regions of arsenic distribution is observed. The difference from the experiment can occur due to the incorrect use of effective diffusivity for the description of two different impurity flows or due to the formation of nonuniform distributions of neutral vacancies and neutral self-interstitials in heavily doped silicon layers. We also suppose that the migration of nonequilibrium arsenic interstitial atoms makes a significant contribution to the formation of a low concentration region on thermal arsenic diffusion. Проведен анализ уравнений, используемых для описания термической диффузии мышьяка в кремнии. Показано, что если диффузия мышьяка осуществляется вакансионно-примесными парами и парами, образованными с участием собственных межузельных атомов в нейтральном зарядовом состоянии, то процесс переноса можно описывать уравнением диффузии типа второго закона Фика с единственным эффективным коэффициентом диффузии, который учитывает потоки примесных атомов, обусловленные как взаимодействием примеси с вакансиями, так и межузельными атомами кремния. Расчеты профилей распределения мышьяка, проведенные с использованием эффективного коэффициента диффузии, хорошо согласуются с экспериментальными данными при максимальной концентрации примеси близкой к величине собственной концентрации носителей заряда. Однако, при больших концентрациях примеси имеет место определенное расхождение в той или иной части профиля распределения мышьяка. Имеющееся расхождение может быть связано как с некорректностью использования единственного эффективного коэффициента диффузии для описания двух различных потоков примеси, так и с возможностью формирования неоднородных распределений нейтральных вакансий и межузельных атомов кремния в сильно легированных слоях.
URI: http://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/10188
https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/10188
Appears in Collections:Публикации в изданиях других стран

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
101009.docx14,64 kBMicrosoft Word XMLView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.