Modélisation et simulation de la diffusion de l’arsenicpdf dans le germanium

  Abdelkader SOUIGAT1 et Kamal Eddine AIADI2,*

 1Département de Sciences de la Matière, Faculté des Sciences et de la Technologie et des Sciences de la Matière, Université Kasdi Merbah Ouargla, Ouargla 30000 (Algérie)

 2Laboratoire LENREZA, Département de Sciences de la Matière, Faculté des Sciences et de la Technologie et des Sciences de la Matière, Université Kasdi Merbah Ouargla, Ouargla 30000 (Algérie)

 

 ملخص: يهدف هذا العمل إلى نمذجة ومحاكاة انتشار الأرسونيك في الجيرمانيوم بالثنائيات المشكلة بالفجوات والشوائب. كانت نتائجنا، بعد الحل العددي للمعادلة التفاضلية الجزئية لقانون فيك الثاني بأسلوب الفروق المتناهية، قريبة جدا من النتائج التجريبية وبينت أن الانتشار في هذه الحالة يتحقق أساسا عبر الفجوات ثنائية الشحنة السالبة.

 كلمات مفتاحيه:  نمذجة ، محاكاة ،التطعيم ،الانتشار بالثنائيات،العيوب النقطية، البينيات الذاتية

 Résumé : Le but de ce travail est de modéliser et simuler la diffusion de l’arsenic dans le germanium, par les paires formées par les lacunes et le dopant. Nos résultats, de la solution numérique de l’équation aux dérivées partielles de la deuxième loi de Fick par la méthode des différences finies, sont très proches des résultats expérimentaux et ils ont montré que la diffusion dans ce cas est obtenue principalement par les lacunes qui possèdent une charge négative double.

 Mots clés: modélisation ; simulation ; dopage ;  diffusionpar  les paires ; défaut ponctuel; auto-interstitiels

 1. Introduction

 Le dopage des semi-conducteurs est un élément clef pour la fabrication des composants électroniques. En effet, un semi-conducteur pur (intrinsèque) est quasiment un isolant à la température ambiante, avec une bande de valence presque entièrement pleine, et une bande de conduction presque entièrement vide. A titre d'exemple, la densité intrinsèque de porteurs libres dans le silicium est seulement de l'ordre de  à 300K. Les propriétés électroniques intéressantes sont donc liées à la possibilité de "doper" le matériau par l'introduction d'impuretés adéquates (les dopants) permettant d'introduire des porteurs libres.

 La diffusion thermique est une méthode qui nous permet d'introduire les dopants dans les semi-conducteurs. Cette diffusion n'est possible qu'en mettant en jeu les défauts ponctuels structuraux. Ces défauts sont soient des lacunes (sites vacants dans le réseau), soient des auto-interstitiels (atomes en surnombre dans le réseau).

 Nous nous intéressons ici au germanium et plus particulièrement à la diffusion de l’arsenic dans celui-ci.

 2. Coefficient de la diffusion intrinsèque :  Les variations du coefficient de la diffusion intrinsèque de l’arsenic avec la température peuvent en général être aisément décrites par une loi d'Arrhenius 1


 

 

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