Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng arsenic doping at posporus doping sa solong kristal na silikon

Parehong n-type semiconductors, ngunit ano ang pagkakaiba sa pagitan ng arsenic at posporus doping sa single-crystal silikon? Sa single-crystal silikon, ang arsenic (AS) at posporus (P) ay parehong karaniwang ginagamit na mga n-type dopants (mga elemento ng pentavalent na nagbibigay ng mga libreng electron). Gayunpaman, dahil sa mga pagkakaiba -iba sa istraktura ng atomic, mga pisikal na katangian, at mga katangian ng pagproseso, ang kanilang mga doping effects at mga senaryo ng aplikasyon ay naiiba nang malaki.

I. Mga istraktura ng Atomic at Lattice

Atomic radius at pagbaluktot ng lattice

Phosphorus (P): Sa pamamagitan ng isang atomic radius na humigit -kumulang na 1.06 Å, bahagyang mas maliit kaysa sa silikon (1.11 Å), na doping na may mga resulta sa mas kaunting pagbaluktot ng silikon na sala -sala, mas mababang stress, at mas mahusay na katatagan ng materyal.

Arsenic (AS): Sa pamamagitan ng isang atomic radius na humigit -kumulang na 1.19 Å, mas malaki kaysa sa silikon, doping na may mga resulta ng higit na pagbaluktot ng sala -sala, na potensyal na nagpapakilala ng higit pang mga depekto at nakakaapekto sa kadaliang kumilos ng carrier.

Sa kanilang posisyon sa loob ng silikon, ang parehong mga dopant ay pangunahing kumikilos bilang mga kapalit na dopant (pagpapalit ng mga atomo ng silikon). Gayunpaman, dahil sa mas malaking radius nito, ang arsenic ay may mas mahirap na tugma ng sala -sala na may silikon, na potensyal na humahantong sa isang pagtaas sa mga naisalokal na mga depekto.

Ii. Pagkakaiba sa mga de -koryenteng katangian

Antas ng enerhiya ng donor at enerhiya ng ionization

Phosphorus (P): Ang antas ng enerhiya ng donor ay humigit -kumulang na 0.044 eV mula sa ilalim ng bandang conduction, na nagreresulta sa isang mababang enerhiya ng ionization. Sa temperatura ng silid, halos ganap na ionized, at ang konsentrasyon ng carrier (electron) ay malapit sa konsentrasyon ng doping.

Arsenic (AS): Ang antas ng enerhiya ng donor ay humigit -kumulang na 0.049 eV mula sa ilalim ng bandang conduction, na nagreresulta sa isang bahagyang mas mataas na enerhiya ng ionization. Sa mababang temperatura, hindi kumpleto ang ionized, na nagreresulta sa isang konsentrasyon ng carrier na bahagyang mas mababa kaysa sa konsentrasyon ng doping. Sa mataas na temperatura (hal., Sa itaas ng 300 K), ang kahusayan ng ionization ay lumapit sa posporus.

Kadaliang kumilos ng carrier

Ang Phosphorus-doped silikon ay may mas kaunting pagbaluktot ng lattice at mas mataas na kadaliang kumilos ng elektron (humigit-kumulang na 1350 cm²/(v ・ s)).

Ang mga resulta ng Arsenic doping sa isang bahagyang mas mababang kadaliang kumilos ng elektron (humigit -kumulang na 1300 cm²/(v ・ s)) dahil sa pagbaluktot ng sala -sala at higit pang mga depekto, ngunit ang pagkakaiba ay bumababa sa mataas na konsentrasyon ng doping.

III. Pagsasabog at mga katangian ng pagproseso

Koepisyent ng pagsasabog

Phosphorus (P): Ang koepisyent ng pagsasabog nito sa silikon ay medyo malaki (hal., Humigit-kumulang na 1E-13 cm²/s sa 1100 ° C). Ang rate ng pagsasabog nito ay mabilis sa mataas na temperatura, na ginagawang angkop para sa pagbuo ng mga malalim na junctions (tulad ng emitter ng isang bipolar transistor).

Arsenic (AS): Ang koepisyent ng pagsasabog nito ay medyo maliit (humigit-kumulang na 1E-14 cm²/s sa 1100 ° C). Ang rate ng pagsasabog nito ay mabagal, na ginagawang angkop para sa pagbuo ng mababaw na mga junctions (tulad ng pinagmulan/kanal na rehiyon ng isang MOSFET at ultra-mababaw na aparato ng kantong).

Solid solubility

Phosphorus (P): Ang pinakamataas na solidong solubility sa silikon ay humigit -kumulang na 1 × 10²¹ atoms/cm³.

Arsenic (AS): Ang solidong solubility nito ay mas mataas, humigit -kumulang na 2.2 × 10²¹ atoms/cm³. Pinapayagan nito para sa mas mataas na konsentrasyon ng doping at angkop para sa mga ohmic contact layer na nangangailangan ng mataas na kondaktibiti.

Mga katangian ng pagtatanim ng ion

Ang atomic mass ng arsenic (74.92 U) ay mas malaki kaysa sa posporus (30.97 U). Pinapayagan ng Ion Implantation para sa isang mas maiikling saklaw at malalakas na lalim ng pagtatanim, na ginagawang angkop para sa tumpak na kontrol ng mababaw na kalaliman ng kantong. Ang Phosphorus, sa kabilang banda, ay nangangailangan ng mas malalim na kalaliman ng pagtatanim at, dahil sa mas malaking koepisyent ng pagsasabog nito, ay mas mahirap kontrolin.

Ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng arsenic at posporus bilang N-type dopants sa single-crystal silikon ay maaaring ibubuod tulad ng mga sumusunod: Ang posporus ay angkop para sa malalim na mga junctions, medium-to-high concentration doping, simpleng pagproseso, at mataas na kadaliang kumilos; Habang ang arsenic ay angkop para sa mababaw na mga junctions, mataas na konsentrasyon ng konsentrasyon, tumpak na kontrol ng lalim ng kantong, ngunit may mga makabuluhang epekto sa sala -sala. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang naaangkop na dopant ay dapat mapili batay sa istraktura ng aparato (hal., Lalim ng kantong at mga kinakailangan sa konsentrasyon), mga kondisyon ng proseso (e.g., pagsasabog/pagtatanim ng mga parameter), at mga target na pagganap (hal., Mobility at conductivity).

Nag-aalok ang Semicorex ng de-kalidad na solong kristalMga produktong silikonsa semiconductor. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o nangangailangan ng karagdagang mga detalye, mangyaring huwag mag -atubiling makipag -ugnay sa amin.

Makipag-ugnay sa Telepono # +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com