Физико-технологические аспекты создания низковольтных ограничителей напряжения на основе кремния

Abstract

Исследованы процессы высококонцентрационной диффузии мышьяка в вакуумированных ампулах, влияния на параметры диффузионных р-n-переходов сверхтонких слоев оксида на кремнии. Обоснован выбор режимов и источника диффузии для создания низковольтных ограничителей напряжения.

Показано, що під час дифузійного легування арсеном кремнієвих пластин в умовах вакуумованої кварцевої ампули найбільш ефективним є використання складеного джерела у вигляді кристалічного арсену та порошку кремнію марки КДБ з концентрацією базової домішки (бору) не менше концентрації базоѕої домішки в леговуаних кремнієвих пластинах. Визначено експериментальні значення поверхневої концентрації, власного та ефективного коефіцієнтів дифузії, що відповідають умовам дифузії As в ампулі напротязі 2 год при 1423 К та тиску пари As 2х10⁵ Па. Отримані результати можуть бути цікавими при розробці та виробленні низьковольтних (менше 7 В) обмежувачів напруги на основі кремнію.

It is shown that by arsenic diffusion alloying of silicon plates in conditions of deaerated quartz ampoule the most effective is the use of a compound source in the form of crystal arsenic and silicon powder of boron-implanted silicon grade with base impurity (boron) concentration not less than the concentration of base impurity in alloyed silicon plates. The work defines experimental values of surface concentration, proper and effective diffusion coefficients that fit diffision conditions of As inside ampoule for 2 h at temperature 1423 K and pressure of As steams of 2х10⁵ Pa. The received results are of interest in designing and producing of low-voltage (less than 7 V) suppressors on the silicon base.