Oxidation und Diffusion
Welche Aussage zum Zusammenhang zwischen dem Diffusionskoeffizienten von Störstellen in Silizium und der Temperatur ist richtig?
- AEr hängt nicht von der Temperatur ab
- BEr wird mit steigender Temperatur kleiner
- 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.