Tək kristal silikonda arsen dopinq və fosfor dopinqi arasındakı fərq nədir

Hər ikisi N növü yarımkeçiriciləridir, ancaq tək kristal silikonda arsen və fosfor dopinqi arasındakı fərq nədir? Tək kristal silikonda, arsenik (ə) və fosfor (p) həm çox istifadə olunan N-tipli dopantlar (pulsuz elektronları təmin edən pentaValent elementləri). Bununla birlikdə, atom quruluşu, fiziki xüsusiyyətləri və emal xüsusiyyətləri, onların dopinq effektləri və tətbiq ssenariləri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

I. Atom quruluşu və lattice effektləri

Atom radiusu və lattice təhrifi

Fosfor (P): Təxminən 1.06 å, silikon lattice, aşağı stress və daha yaxşı maddi sabitliyin daha az təhrif edilməsi ilə nəticələnən silikondan (1.11 å) bir qədər kiçik olan bir atom radiusu ilə.

Arsenic (ə): Təxminən 1,19 å, silikondan daha böyük olan bir atom radiusu ilə, daha böyük, daha böyük lattice təhrifində nəticələr, potensial olaraq daha qüsurlu və daşıyıcı hərəkətliliyinə təsir göstərir.

Silikon içərisində öz mövqelərində hər iki dopett, hər iki dopett, ilk növbədə aktuallaşdırma dopetləri (silikon atomları əvəz etmək) kimi çıxış edir. Ancaq daha böyük radiusuna görə Arsenic, lokallaşdırılmış qüsurların artmasına səbəb olan silikon ilə yoxsul bir lattice matçı var.

II. Elektrik xüsusiyyətlərində fərqlər

Donor enerji səviyyəsi və ionlaşma enerjisi

Fosfor (p): Donor enerjisi səviyyəsi, tavanın bandından təxminən 0,044 eV, aşağı ionlaşma enerjisi ilə nəticələnir. Otaq temperaturunda, demək olar ki, tamamilə ionlaşdı və daşıyıcı (elektron) konsentrasiyası dopinq konsentrasiyasına yaxındır.

Arsenic (ə): Donor enerjisi səviyyəsi, bir qədər yüksək ionlaşma enerjisi ilə nəticələnən taxıl qrupundan təxminən 0.049 evdir. Aşağı temperaturda, natamam şəkildə ionlaşmışdır, nəticədə bir daşıyıcı konsentrasiyası dopinq konsentrasiyasından bir qədər aşağı olur. Yüksək temperaturda (məsələn, 300 k-dən yuxarı) ionlaşma səmərəliliyi fosforun yanına yanaşır.

Daşıyıcı hərəkətliliyi

Fosfor-doped silikon daha az lattice təhrifi və daha yüksək elektron hərəkətliliyi (təxminən 1350 cm² / (v ·)).

Arsenik doping, bir az aşağı elektron hərəkətliliyi (təxminən 1300 sm² / (v · s)), lattice təhrifi və daha çox qüsurlara görə), lakin fərqi yüksək dopinq konsentrasiyalarında azalır.

III. Diffuziya və emal xüsusiyyətləri

Diffuziya əmsalı

Fosfor (p): Silikonda yayılmış diffuziya əmsalı nisbətən böyükdür (məsələn, təxminən 1E-13 sm² / s) 1100 ° C). Onun yayılma dərəcəsi yüksək temperaturda sürətlidir, dərin qovşaqların formalaşması üçün uyğunlaşdırır (məsələn, bipolyar tranzistorun emitenti).

Arsenic (ə): Onun yayılması əmsalı nisbətən kiçikdir (təxminən 1E-14 sm² / s 1100 ° C). Onun diffuziya dərəcəsi yavaş, dayaz qovşaqların formalaşması üçün uyğun hala gətirir (məsələn, bir mosfet və ultra-dayaz qovşaq qurğusu) kimi).

Bərk həll

Fosfor (P): Silikonda maksimum möhkəm həll olması təxminən 1 × 10²¹ atom / sm³dir.

Arsenic (ə.s): Onun möhkəm həllliyi daha yüksəkdir, təxminən 2.2 × 10²¹ atom / sm³. Bu, daha yüksək dopinq konsentrasiyasına imkan verir və yüksək keçiricilik tələb edən Ohmic əlaqə təbəqələri üçün uyğundur.

İon implantasiya xüsusiyyətləri

Arsenikin atom kütləsi (74.92 u) fosfordan (30.97 u) daha çoxdur. İon implantasiyası, daha qısa bir sıra və dayaz implantasiya dərinliyinə, dayaz qovşaq dərinliklərinin dəqiq nəzarəti üçün uyğun hala gətirməyə imkan verir. Digər tərəfdən fosfor, daha dərin implantasiya dərinliyini tələb edir və daha böyük diffuziya əmsalı səbəbindən nəzarət etmək daha çətindir.

Arsenik və fosfor arasındakı əsas fərqlər tək kristal silikonda N-tipli dopantlar kimi fərqlənə bilər: fosfor dərin qovşaqlar, orta səviyyəli konsentrasiya dopinqi, sadə emal və yüksək hərəkətlilik üçün uyğundur; Arsenic dayaz qovşaqlar, yüksək konsentrasiya dopinqi, dəqiq qovşaq dərinliyinə nəzarət, lakin əhəmiyyətli lattice effektləri ilə uyğundur. Praktik tətbiqlərdə müvafiq dopant cihaz quruluşu (məsələn, qovşaq dərinliyi və konsentrasiya tələbləri), proses şərtləri (məsələn, yayılma / implantasiya parametrləri) və performans hədəfləri (məsələn, hərəkətlilik və keçiricilik) əsasında seçilməlidir.

Semikorex yüksək keyfiyyətli tək kristal təklif edirSilikon məhsullarıyarımkeçiricidə. Hər hansı bir sualınız varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, zəhmət olmasa bizimlə əlaqə qurmaqdan çəkinməyin.

Əlaqə Telefon # + 86-13567891907

Email: sales@semmorex.com