Oxidation und Diffusion

Wie verändert sich tendenziell die Borkonzentration auf der Siliziumseite nahe der Grenzfläche, wenn borhaltiges Silizium thermisch oxidiert wird?

  1. ASie sinkt, weil Bor leicht in den Oxidfilm aufgenommen wird
  2. BSie steigt, weil Bor zur Grenzfläche hin verdrängt wird
  3. CSie ändert sich nicht
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Antwort: A. Sie sinkt, weil Bor leicht in den Oxidfilm aufgenommen wird

An der Grenzfläche zwischen Silizium und SiO2 liegt das Verhältnis der Konzentrationen auf beiden Seiten (Segregationskoeffizient m = Konzentration in Silizium/in SiO2) fest. Bor wird mit m ≈ 0,3 leicht in das Oxid aufgenommen, sodass die Konzentration auf der Siliziumseite nahe der Oberfläche sinkt (Pile-down). Phosphor und Arsen mit m ≈ 10 gelangen schwer in das Oxid, werden auf die Siliziumseite gedrängt, und die Konzentration nahe der Grenzfläche steigt (Pile-up). Dies wird bei der Auslegung von Einsatzspannung und Kanalkonzentration berücksichtigt.

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