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微电子概论第七组离子扩散和注入期末考试题
第七节内容期末测试题
一、名词解释
1.半导体材料只有通过一定方式进行掺杂形成PN结：常用的掺杂方式有哪两种？
答：扩散和离子注入
2.解释“主动的扩散”
答：是指人为的在一个特定区域内，通过杂质扩散的方式实现某种杂志分布，杂质源可以来自外界，或者是内部已存在的杂质梯度分布 。
3.解释“被动的扩散”
答：是指由于工艺过程中的热开销造成的杂质再分布
4.解释“代位型杂质”
答：元素周期表中的位置与硅邻近的如：硼、铝、镓、铟等，它们在硅中有较高的溶解度，在硅晶格格点得位置。
5.解释“间歇性扩散”
答：是指杂质在硅晶体的间隙中移动
6.解释“代位式扩散”
答：是指杂质通过和硅或空位交换位置，来实现杂质扩散
7.解释“间隙杂质”
答：代位型杂质被处于间隙的硅原子所取代
8.解释“Fick扩散方程”
答：用来定量描述杂质在硅中的扩散行为
9.解释“恒定表面浓度扩散”
答：杂质原子由气态源提供并维持恒定的表面浓度
10.解释“恒定杂质总量扩散”
杂答：质通过某种形式预淀积在硅片表面，在扩散过程中杂质总量恒定不变
二、简答题
1、问：简述温度与扩散系数的关系
答：温度是影响扩散系数的最主要因素，D与T成指数关系，随着温度的升高，扩散系数急剧增大，扩散加剧温度增高，原子振动能增加，借助于能量起伏而越过势垒进行迁移的原子几率越大温度增高，金属内部的空位浓度提高，有利于扩散。
简述杂质在硅晶体中的两种扩散机制。
答：1）间隙式扩散指间隙式杂质从一个间隙位置运动到相邻的间隙位置。间隙杂质在间隙位置上的势能相对极小，它要运动到相邻的间隙位置上，必须越过高度为Wi＝0.6~1.2eV 的势垒，这个能量可依靠热涨落获得。
2）替位式扩散是指替位杂质从一个晶格位置运动到另一个晶格位置上。首先，替位杂质的近邻要有空位，形成一个空位所需能量为Wv ；其次，替位杂质在晶格位置上相对势能最低，而间隙位置处的势能最高，它要运动到近邻晶格上，必须越过高度为Ws的势垒。所以，替位杂质要依靠热涨落获得大于Wv+Ws的能量才能进行扩散。
写出菲克第一定律和菲克第二定律的表达式。
答：菲克第一定律的表达式
它揭示的含义为：杂质的扩散流密度J正比于杂质浓度梯度?C/?x，正比于杂质在基体中的扩散系数D(体现了温度T与扩散流密度J的关系 )。
菲克第二定律也即扩散方程，其表达式为
针对不同边界条件求出该方程的解，可得出杂质浓度 C 的分布，即 C 与 x 、 t 的关系。
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