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cvd化學(xué)氣相淀積ppt課件-文庫吧資料

2025-05-11 12:06本頁面
  

【正文】 磷含量過高:腐蝕鋁,吸附水汽 磷含量過低:太硬,臺階覆蓋不好 400℃ 2022/6/2 40 ( 2)以正硅酸四乙脂( TEOS) 為源 ﹤ 450176。 雜質(zhì)原子在薄膜淀積的同時被結(jié)合到薄膜中,即一步完成薄膜淀積和對薄膜的摻雜。 C 重新晶化時,更傾向于 111晶向結(jié)構(gòu) 2022/6/2 31 溫度: 600℃ ~ 650℃ , 625℃ 2022/6/2 32 壓力 2022/6/2 33 2022/6/2 34 硅烷濃度 600度 2022/6/2 35 2022/6/2 36 多晶硅的摻雜技術(shù) 主要有三種工藝:擴(kuò)散、離子注入、原位摻雜 實現(xiàn)溫度: 900~1000176。 C 左右, 100晶向的晶粒占主導(dǎo) ? ﹥ 675 176。 C , 311晶向的晶粒占主導(dǎo) ? 625 176。 C 非晶態(tài)薄膜 ? ﹥ 580 176。 ? 五族元素 , 如磷 、 砷的摻雜 , 將有助于表面的電子積累 , 從而減少分子的吸附 , 減少濃度 , 因而將降低多晶硅的淀積率 。 C下熱分解硅烷。 低阻區(qū): 晶粒尺寸很大或摻雜很高。(對遷移不利) 2022/6/2 27 b)多晶硅電阻的變化與摻雜濃度和晶粒尺寸間的關(guān)系 ① 同樣摻雜濃度:晶粒尺寸大,電阻率較低; ② 晶粒尺寸的大小和摻雜濃度相互作用,決定著每一個晶粒耗盡的的程度。 a)同樣的摻雜濃度(一般),電阻率:多晶硅 》 單晶硅 原因如下: ① 熱處理過程中,跑到晶粒間界處的摻雜原子( As和 P)不能有效地貢獻(xiàn)自由載流子,造成晶粒內(nèi)摻雜濃度降低。 晶粒間界:具有高密度缺陷和懸掛鍵 多晶硅的兩個重要特性: 擴(kuò)散系數(shù) 晶粒間界處 》 晶粒內(nèi)部 雜質(zhì)分布 —高溫時存在于晶粒內(nèi)的雜質(zhì),低溫發(fā)生分凝作用,使雜質(zhì)從晶粒內(nèi)部運動到晶粒間界,在高溫下又會返回到晶粒內(nèi)。 加工方法: 1)通過 CVD生長。 加工方法: 1)通過 LPCVD生長; 2)通過全部加熱或局部加熱,使多晶硅或非晶硅再結(jié)晶。但相鄰區(qū)域晶向不同。 ② 多晶硅( Polysi):有多種晶疇。 晶 界a ) b )單 晶 硅 和 多 晶 硅 的 晶 體 結(jié) 構(gòu)2022/6/2 24 ① 單晶硅( SCS):晶格規(guī)則排列。 特點:溫度低 200~350℃ , 表面反應(yīng)速率控制。 缺點:相對低的淀積速率和相對高的工作溫度。針對只有一端輸入的反應(yīng)室。 C) ,保證各個硅片表面上的反應(yīng)劑濃度相同。 ? PWS- 5000: SiH4+O2=SiO2 +H2 O ?100mm: 10片 , ?125mm:8片 Time:15min Temp:380~450℃ ?6℃ 厚度均勻: ?5% 2022/6/2 19 5 2022/6/2 20 特點:氣壓較低( ),淀積速率受表面反應(yīng)控制,要精確控制溫度( 177。高能輻射燈加熱,通過輻射射線加熱淀積室側(cè)壁。由表面反應(yīng)速度控制 ② 對放置硅片的基座進(jìn)行加熱,形成冷壁系統(tǒng)。 工藝改進(jìn):直接氣化系統(tǒng),液態(tài)源直接注入法 2022/6/2 15 質(zhì)量流量控制系統(tǒng) — 直接控制氣流流量 包括質(zhì)量流量計和閥門,位于氣體源和反應(yīng)室之間 每分鐘 1cm3的氣體流量 — 溫度為 273K、 1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,每分鐘通過體積的 1cm3氣體。 :更安全(但氯化物除外) 輸送方式: 冒泡法 ,加熱液態(tài)源,液態(tài)源直接注入法 冒泡法:通過控制攜帶氣體的流速和源瓶的溫度,間接達(dá)到控制進(jìn)入到反應(yīng)室的反應(yīng)劑濃度。 但成功預(yù)測了: 薄膜淀積過程中的兩個區(qū)域(物質(zhì)輸運速率限制區(qū)域和表面反應(yīng)控制限制區(qū)域),同時也提供了從淀積速率數(shù)據(jù)中對 hg和 ks 值的有效估計。 氣流速率大到一定程度,淀積速率轉(zhuǎn)受表面化學(xué)反應(yīng)速率控制,且與溫度遵循指數(shù)關(guān)系。 ↑ 氣流速率,可以 ↑ 淀積速率。 擴(kuò)散速度正比于擴(kuò)散系數(shù) Dg及邊界層內(nèi)濃度梯度, Dg∝ ~ 淀積速率 Dg基本不隨溫度變化而變化。 ② 高溫情況下,質(zhì)量輸運控制 hg依賴于氣相參數(shù),如氣體流速和氣體成份等。 hg﹥﹥k s G=( CTksY) /N1 hg﹤﹤k s G=( CThsgY) / N1 N1 單 位 體 積 薄 膜 所 需 要 的 原 子 數(shù) 量 ( 原 子 / c m3)薄 膜 淀 積 速 率 G =F1N1=k
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