Моделирование нелинейное диффузии заряженной примеси в полупроводнике
Заказать уникальную дипломную работу- 57 57 страниц
- 22 + 22 источника
- Добавлена 24.06.2023
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
1.Обзор исследований процессов диффузии в полупроводниках 5
1.1.Поведение электрона в кристалле 5
1.2. Внутренний и внешний полупроводники 7
1.3. Механизмы и особенности диффузии примесей в полупроводниках 13
2. Моделирование процессов диффузии в полупроводниках 23
2.1 Основной процесс диффузии 24
2.2 Профили распространения 28
2.3 Коэффициент диффузии, зависящий от концентрации 33
3.Моделирование профилей диффузии 39
3.1. Моделирование основных диффузионных процесов 39
При этом при решении нестационарных задач помимо координатной сетки вводится сетка времени.Число алгебраических уравнений в полученной системе (размерность дискретной задачи) определяется произведением числа точек координатной сетки на количество независимых переменных в исходных дифференциальных уравнениях.В качестве численного метода решения нелинейных систем алгебраических уравнений был использован метод прогонки. Трехдиагональные системы могут быть решены методом Гаусса и для этого специального случая метод Гаусса упрощается. Модифицированный для решения трехдиагональных систем метод Гаусса называется методом прогонки. Алгоритм состоит из двух этапов. На первом этапе (прямой ход прогонки) уравнения системы последовательно – по мере возрастания индекса преобразуют к нужному виду; на втором этапе (обратный ход прогонки) полученные уравнения последовательно решают, причём индекс теперь последовательно убывает.Программная реализация была проведена в среде МатЛаб. Скрипт приведен в работе. Также было проведено численное решение нелинейного уравнения диффузии в прямоугольной области. Метод конечных разностей представляет собой способ дискретизации дифференциальных уравнений на прямоугольных координатных сетках, то есть на сетках, элементарные ячейки которых представляют собой прямоугольники для двух измерений или параллелепипеды для трех измерений.Численная реализация позволила получить двумерный профиль концентрации примесей.Доклад закончен. Благодарю за внимание.
2. H. C. Casey and G. L. Pearson, “Diffusion in Semiconductors,” in J. H. Crawford and L. M. Slifldn,Eds., Point Defects in Solids, Vol. 2, Plenum, New York, 1975.
3. J. P. Joly, “Metallic Contamination of Silicon Wafers,” Microelectron. Eng., 40, 285 (1998)
4. Streetman Ben G. and Sanjay Banerjee. Solid State electronic Devices. New Jersey: Prentice Hall, 2000
5. S. M. Sze, Ed., VLSI Technology, 2nd Ed., McGraw-Hill, New York, 1988, Ch. 7, 8. .
6. S. K. Ghandhi, VLSI Fabrication Principles, 2nd Ed., Wiley, New York, 1994, Ch. 4, 6.
7. H. C. Casey and G. L. Pearson, “Diffusion in Semiconductors,” in J. H. Crawford and L. M. Slifldn,Eds., Point Defects in Solids, Vol. 2, Plenum, New York, 1975.
8. J. P. Joly, “Metallic Contamination of Silicon Wafers,” Microelectron. Eng., 40, 285 (1998)
9. S. Grove, Physics and Technology of Semiconductor Devices, Wiley, New York, 1967
10. L. R. Weisberg and J. Blanc, “Diffusion with Interstitial-Substitutional Equilibrium, Zinc in GaAs,” Phys. Rev., 131, 1548 (1963).
11. A. F. W. Willoughby, “Double-Diffusion Processes in Silicon,” in F. F. Y. Wang, Ed., Impurity Doping Processes in Silicon, North-Holland, Amsterdam, 1981
12. R. B. Fair, “Concentration Profiles of Diffused Dopants,” in F. F. Y. Wang, Ed., Impurity Doping Processes in Silicon, North-Holland, Amsterdam, 1981.
13. L. R. Weisberg and J. Blanc, “Diffusion with Interstitial-Substitutional Equilibrium, Zinc in GaAs,” Phys. Rev., 131, 1548 (1963)
14. F. W. Willoughby, “Double-Diffusion Processes in Silicon,” in F. F. Y. Wang, Ed., Impurity Doping Processes in Silicon, North-Holland, Amsterdam, 1981
15. Luque, J. Martin and G. L. Ararjo, Zn diffusion in GaAs under constant As pressure. J. Electrochem. Soc. 123, 249-254 (1976).
16. M. Muskat, The Flow of Homogeneous Fluids through Porous Media. McGraw-Hill, New York 1937.
17. P. YA. Polubarinova-Kochina, Theory of Ground Water Movement, Princeton University Press, Princeton 1962.
18. S. W. Jones: “Diffusion in Silicon", IC Knowledge LLC, 2000
19. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копчёнова Н.В. Вычислительные методы. 4-е изд. СПб.: Лань, 2014. 672 с. ISBN 978-5-8114-1623-3.
20. Самарский А.А., Андреев В.Б. Разностные методы для эллиптических урав-нений. – М.: Наука, 1976. 352 с.
21. Мэтьюз Д.Г., Финк К.Д. Численные методы. Использование MATLAB. 3-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. 720 с.
22. Моделирование полупроводниковых приборов и технологических процессов. Последние достижения: Пер. с англ. / Под ред. Д. Миллера. – М.: Радио и связь, 1989. 280 с.
Вопрос-ответ:
Какие исследования были проведены в области процессов диффузии в полупроводниках?
Был проведен обзор исследований процессов диффузии в полупроводниках. Эти исследования позволили установить особенности и механизмы диффузии примесей в полупроводниках.
Что значит внутренний и внешний полупроводники?
Внутренний полупроводник - это полупроводник, который образуется в материале самого полупроводника. Внешний полупроводник - это полупроводник, который наносится на поверхность материала полупроводника.
Какие механизмы и особенности диффузии примесей в полупроводниках известны?
Известно несколько механизмов и особенностей диффузии примесей в полупроводниках, включая диффузию в объеме кристалла, диффузию в окрестности границ зерен и диффузию в окрестности дефектов кристаллической решетки.
Какие моделирования процессов диффузии в полупроводниках были проведены?
Было проведено моделирование процесса диффузии в полупроводниках, включая исследование основного процесса диффузии, профилей распространения и коэффициента диффузии, зависящего от концентрации.
Что известно о моделировании профилей диффузии в полупроводниках?
Известно, что моделирование профилей диффузии в полупроводниках позволяет определить форму и распространение заряженной примеси внутри материала. Это важно для понимания и оптимизации процессов диффузии.
Какие исследования были проведены по процессам диффузии в полупроводниках?
Было проведено множество исследований, посвященных процессам диффузии в полупроводниках. В этих исследованиях изучалось поведение электрона в кристалле, особенности диффузии примесей в полупроводниках, механизмы диффузии, а также моделирование процессов диффузии.
Чем отличаются внутренний и внешний полупроводники?
Внешний полупроводник - это полупроводник, который содержит атомы примеси в своей решетке. Внутренний полупроводник - это полупроводник, содержащий примеси, которые попали в материал извне. Отличие между ними заключается в происхождении примесей и их влиянии на проводимость материала.
Какие особенности имеет процесс диффузии примесей в полупроводниках?
Особенности процесса диффузии примесей в полупроводниках включают механизмы диффузии и специфическое поведение электрона в кристаллической решетке материала. Кроме того, процесс диффузии может быть моделирован с помощью различных методов и техник.
Какие профили распространения могут возникать в процессе диффузии в полупроводниках?
В процессе диффузии в полупроводниках могут возникать различные типы профилей распространения примесей. Это может быть равномерное распределение или наличие пиков в концентрации примесей в материале. Влияние факторов, таких как время, температура и концентрация, может привести к формированию определенного профиля распространения.
Какие методы моделирования процессов диффузии в полупроводниках используются?
Для моделирования процессов диффузии в полупроводниках применяются различные методы, включая математическое моделирование, компьютерное моделирование и экспериментальные исследования. Эти методы позволяют оценить профили распространения примесей, определить коэффициент диффузии и предсказать поведение электрона в материале.
Что такое моделирование процессов диффузии в полупроводниках?
Моделирование процессов диффузии в полупроводниках - это процесс создания математических моделей, которые описывают распространение заряженных примесей в полупроводниковых материалах. Такие модели позволяют предсказывать и анализировать различные характеристики и свойства полупроводниковых устройств.