半導体用語集

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半導体用語集

表面偏析

英語表記:surface segregation

一般に偏析とは、金属や合金中の不純物または成分元祖の分布が不均一になる現象をいう。金属を真空中で加熱すると金属固体内に含まれている成分元素や不純物などの微量の物質が表面に濃縮することがある。これを表面偏析という。半導体内への不純物拡散の工程には、プレデポジッション工程とドライブイン拡散工程がある。前者は気相または液相から不純物を数10nmの深さまで侵入させる工程である。後者はその取り込まれた不純物を望む濃度分布になるように拡散させる工程で、一般に酸化雰囲気で行われる。ドライブイン拡散工程で不純物を固体内に拡散させる時不純物は成長しつつある熱酸化膜近くで再分布し、平衡状態になるまで拡散は続く。平衡状態では熱酸化膜内と半導体内の濃度の比率は一定になる。シリコン中の不純物の平衡状態とシリコン酸化膜中の不純物の平衡濃度との比は偏析係数と呼ばれる。酸化膜中の不純物の拡散係数が大きい場合、不純物が酸化膜を通して失われる傾向がある。偏析係数の値によって、酸化膜が不純物を吸収する場合と、はねつける傾向を持つ場合がある。