О причине возникновения приповерхностного плато диффузионного профиля фосфора в кремнии

А. О. Константинов

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург

Аннотация: Предлагается новая модель диффузии фосфора в кремнии. Согласно этой модели, существует лишь единственный поток диффузионно-подвижного фосфора в кремнии — поток межузельного фосфора. Мы показываем, что задача о диффузии примеси, генерирующей неравновесные точечные дефекты, имеет простое аналитическое решение. Особенности решения целиком определяются значениями двух параметров: коэффициента изоконцентрационной диффузии примеси и коэффициента самодиффузии. Формирование приповерхностного плато происходит вследствие неидеальности сильно легированного полупроводника, связанной с кулоновским взаимодействием. Кулоновское взаимодействие снижает энергию образования двухзарядных вакансий и резко увеличивает коэффициент вакансионной самодиффузии. Поток термодинамически равновесных вакансий с поверхности обеспечивает появление необходимых для диффузии вакантных узлов решетки. Мы сопоставляем полученные результаты с экспериментом, а также с результатами предшествующей модели — модели двойного потока, которая предполагала, что источником вакантных узлов являются подвижные примесно-вакансионные комплексы — $E$-центры. Оказывается, что явления, представлявшиеся аномальными в модели двойного потока, находят естественное объяснение в предлагаемой модели.

Поступила в редакцию: 04.09.1991
Принята в печать: 05.09.1991