Oxidation und Diffusion

Welche Aussage zum Zusammenhang zwischen dem Diffusionskoeffizienten von Störstellen in Silizium und der Temperatur ist richtig?

  1. AEr hängt nicht von der Temperatur ab
  2. BEr wird mit steigender Temperatur kleiner
  3. CEr wächst mit steigender Temperatur exponentiell
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Antwort: C. Er wächst mit steigender Temperatur exponentiell

Der Diffusionskoeffizient wird durch den Arrhenius-Ausdruck D = D0·exp(−Ea/kT) beschrieben, wobei die Aktivierungsenergie Ea für Bor und Phosphor in Silizium etwa 3,5 eV beträgt. Steigt die Temperatur um 100 °C, wächst der Diffusionskoeffizient daher um etwa eine Größenordnung, und schon kleine Temperaturunterschiede verändern die Diffusionstiefe stark. In Diffusions- und Wärmebehandlungsprozessen wird die Temperatur auf ±1 °C oder genauer geregelt, und bei fortgeschrittenen Prozessen wird die Zeit bei hoher Temperatur möglichst kurz gehalten, um flache Übergänge zu bewahren.

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