Doping process control in silicon epitaxy (I). System identification
✍ Scribed by Dipl.-Chem. G. Kósza; Dip1.-Phys. T. Morgenstern; Dr. F. Richter; Dr. P. Valkó
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 1983
- Tongue
- English
- Weight
- 451 KB
- Volume
- 18
- Category
- Article
- ISSN
- 0232-1300
No coin nor oath required. For personal study only.
✦ Synopsis
The transition behaviour of the phosphorus incorporation in silicon epitaxial layers grown in a CVD reactor has been investigated, considering the reactor as a linear control system with u = lg pOpR, ( t ) as the input and y = lg N ( t ) as the output. The response of system to both upward and downward step inputs has been studied experimentally, using SiH4 and PH, sources. The dopant system of a horizontal silicon epitaxial reactor has been identified and a mathematical model relating to the transient behaviour of the system has been found. The parameters of the model have been estimated from layer growth experiments. The step response functions found can be approximated by an exponential function relating to n time constants T, all equal to each other. It was found for the system investigated that the second order model is of sufficient accuracy for the optimal control calculations described in the next part of this series. Es wurde das tfbertragungsverhalten fur den Phosphoreinbau in Siliziumepitaxieschichten untersucht, die in einem CVD-Reaktor abgeschieden wurden. Dabei wurde der Epitaxiereaktor fur den Fall der Abscheidung mittels SiH4 und PH, als ein lineares Steuersystem mit u = lg ~$ ~~( t ) als Eingangs-und y = lg N ( t ) als AusgangsgrOBe betrachtet, und die Antwort des Systems sowohl auf Aufwiirts-als auch Abwiirtsstufen der Eingangs-grol3e experimentell bestimmt. Das Dotierungssystem des verwendeten horizontalen Epitaxiereaktors wurde analysiert und ein matheniatisches Modell des Ubertragungsverhaltens des Systems aufgestellt, dessen Parameter aus den Ergebnissen von Schichtabscheidungsexperimenten geschiitzt wurden. Die ermittelte tfbergangsfunktion lafit sich durch die eines Triigheitsgliedes mit n gleichen Zeitkonstanten T anniihern, wobei sich das Modell zweiter Ordnung als hinreichend genau fur die Berechnungen der optimalen Steuerfunktion erwies, die in Teil I1 dieser Arbeit behandelt werden.
📜 SIMILAR VOLUMES
llealizatiuii of Optiiiiuin Coiitrul Fuiictiun ## 1. I n Crod uct,iuii 'l'lie topic of this paper is the fortilation of defined doping profilcs in silicon epitaxial layers grown hy chetiiical vapour deposition. For t.his purpose we treat,ed the epitaxial reactor as a linear cont,rol systeni, using
This paper presents a function-oriented system analysis method that gains knowledge about properties of technical systems, including system capabilities that can appear as sources of incipient failures. Such failures have a significant role in connection with process control systems, since they can