Диффузия примесей в кремнии

Диффузии ряда примесей в кремний были исследованы следующими методами; а) методом р—n-перехода для сурьмы и бора; б) методом меченых атомов для сурьмы и золота; в) емкостным методом для золота. Емкостный метод основан на высокой энергии ионизации золота в кремнии; когда золото диффундирует в кремний р-типа, возникает слой, который становится сильно изолирующим при температуре жидкого азота. Толщина изолирующего слоя определялась измерением емкости образца, на который было нанесено алюминиево-галлиевое покрытие. Измерения для указанных выше примесей были проведены в интервале 900—1300°. Сурьма и бор диффундируют относительно медленно. Их коэффициенты диффузии при 1100° равны примерно 10в-13 и 10в-12 см2/сек соответственно. Энергия активации при диффузии составляет около 3,5 эв. Оба этих элемента, по-видимому, образуют с кремнием твердые растворы замещения. Золото, напротив, диффундирует относительно быстро и имеет коэффициент диффузии при 1100°, равный приблизительно см2/сек. Однако коэффициент диффузии для золота зависит от температуры в большей степени, чем для сурьмы и бора. Вследствие донорного действия золота в кремнии и большого коэффициента диффузии при 1100° можно постулировать, что золото образует с кремнием твердые растворы внедрения.