J. Physique Lett. 43, 453-459 (1982)
DOI: 10.1051/jphyslet:019820043012045300

High concentration diffusion of P in Si : a percolation problem ?

D. Mathiot et J.C. Pfister

CNET-CNS, B.P. 42, Chemin du Vieux Chêne, 38240 Meylan, France

Abstract
A new model is developed for the high concentration diffusion of phosphorus in silicon : it is shown that the accelerated diffusion in the surface region is due to vacancy percolation between the impurities. The corresponding numerical simulation for a 1 000 °C diffusion is in excellent agreement with the experimental result.

Résumé
Un nouveau modèle est développé pour la diffusion aux fortes concentrations du phosphore dans le silicium : nous montrons que la diffusion accélérée dans la région de surface est due à la percolation des lacunes entre les impuretés. La simulation numérique ainsi obtenue pour une diffusion à 1 000 °C montre un excellent accord avec le résultat expérimental.

PACS
6170B - Interstitials and vacancies.
6630J - Diffusion, migration, and displacement of impurities in solids.

Key words
diffusion in solids -- elemental semiconductors -- percolation -- phosphorus -- silicon -- vacancies crystal -- Si:P -- semiconductors -- percolation problem -- high concentration diffusion -- accelerated diffusion -- surface region -- vacancy percolation -- numerical simulation