Oxidation und Diffusion

Welche Aussage zu dem Phänomen, dass der Diffusionskoeffizient von Arsen u. a. in einem Bereich, in dem die Störstellenkonzentration deutlich höher ist als die intrinsische Ladungsträgerdichte, von der Konzentration abhängt, ist richtig?

  1. ABei hoher Konzentration nimmt der Diffusionskoeffizient mit der Konzentration zu, etwa weil Elektronen zunehmen und mehr geladene Punktdefekte entstehen
  2. BBei hoher Konzentration diffundieren Störstellen überhaupt nicht mehr
  3. CDer Diffusionskoeffizient ist unabhängig von der Konzentration stets konstant
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Antwort: A. Bei hoher Konzentration nimmt der Diffusionskoeffizient mit der Konzentration zu, etwa weil Elektronen zunehmen und mehr geladene Punktdefekte entstehen

Bei hoher Störstellenkonzentration verschiebt sich das Fermi-Niveau, und die Konzentration geladener Leerstellen und Zwischengitter-Silizium-Atome steigt. Hinzu kommt, dass ein inneres Feld durch den Unterschied der Verteilung von Störstellenionen und Elektronen die Ionen vorantreibt, sodass der Diffusionskoeffizient konzentrationsabhängig größer wird. Die Verteilung bei Diffusion hoher Konzentration ähnelt daher eher einer Kastenform mit flacher Fläche und steilem Ausläufer als der einfachen erfc- oder Gauß-Verteilung. Die steilen Übergänge von Arsen-Source/Drain sind auch ein Ergebnis dieser Eigenschaft.

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