Mikä on ero arseenin seostamisen ja fosforin seostamisen välillä yksikiteessä

Molemmat ovat N-tyyppisiä puolijohteita, mutta mikä ero arseenin ja fosforin seosten välillä yksikiteisessä piissä? Yksikiteessä piidiossa arseenia (AS) ja fosforia (P) ovat molemmat yleisesti käytettyjä N-tyyppisiä lisäaineita (pentavalenttiset elementit, jotka tarjoavat ilmaisia elektroneja). Atomisrakenteen, fysikaalisten ominaisuuksien ja prosessointiominaisuuksien erojen vuoksi niiden dopingvaikutukset ja sovellusskenaariot eroavat kuitenkin merkittävästi.

I. Atomirakenne ja hilavaikutukset

Atomisäde ja hilan vääristymä

Fosfori (P): Atomisisäde on noin 1,06 Å, hiukan pienempi kuin pii (1,11 Å), seosta, joka johtaa piidihilan, pienemmän jännityksen ja paremman materiaalin stabiilisuuden vähemmän vääristymiseen.

Arseeni (AS): Atomisisäde, joka on noin 1,19 Å, suurempi kuin piitä, dopingin kanssa, tuloksena suurempaan hilan vääristymiseen, potentiaalisesti lisää vikoja ja vaikuttaa kantoaaltoliikkeeseen.

Piilakkeen asemassa molemmat lisäaineet toimivat ensisijaisesti substituutioina (korvaavat piittomit). Suuremman säteen takia arseenilla on kuitenkin huonompi hila, joka vastaa piin kanssa, mikä mahdollisesti johtaa paikallisten vikojen lisääntymiseen.

II. Sähköominaisuuksien erot

Luovuttajien energiataso ja ionisaatioenergia

Fosfori (P): Luovuttajien energiataso on noin 0,044 eV johtavuuskaistan pohjasta, mikä johtaa alhaiseen ionisaatioenergiaan. Huoneen lämpötilassa se on melkein kokonaan ionisoitu, ja kantaja (elektroni) pitoisuus on lähellä dopingpitoisuutta.

Arseeni (AS): Luovuttajan energiataso on noin 0,049 eV johtavuuskaistan pohjasta, mikä johtaa hiukan suurempaan ionisaatioenergiaan. Alhaisissa lämpötiloissa se on epätäydellinen ionisoitu, mikä johtaa kantajapitoisuuteen hiukan pienempi kuin seotuspitoisuus. Korkeissa lämpötiloissa (esim. Yli 300 K) ionisaation tehokkuus lähestyy fosforin.

Operaattorin liikkuvuus

Fosforin seostetulla piillä on vähemmän hilan vääristymiä ja korkeampi elektronien liikkuvuus (noin 1350 cm²/(v ・ s)).

Arseeni -seostus johtaa hiukan alhaisempaan elektronien liikkuvuuteen (noin 1300 cm²/(V ・ S)) hilan vääristymisen ja enemmän vikojen vuoksi, mutta ero pienenee korkeilla dopingpitoisuuksilla.

III. Diffuusio- ja käsittelyominaisuudet

Diffuusiokerroin

Fosfori (P): Sen diffuusiokerroin piissä on suhteellisen suuri (esim. Noin 1e-13 cm²/s 1100 ° C: ssa). Sen diffuusionopeus on nopea korkeissa lämpötiloissa, joten se sopii syvien liitoksen muodostamiseen (kuten bipolaarisen transistorin emitteriin).

Arseeni (AS): Sen diffuusiokerroin on suhteellisen pieni (suunnilleen 1e-14 cm²/s 1100 ° C: ssa). Sen diffuusionopeus on hidas, joten se sopii matalien risteysten muodostamiseen (kuten MOSFET- ja ultra-paksun liitoslaitteiden lähde-/tyhjennysalue).

Vankka liukoisuus

Fosfori (P): Sen suurin kiinteä liukoisuus pii on noin 1 x 10²¹ atomi/cm³.

Arseeni (AS): Tämä mahdollistaa korkeammat dopingpitoisuudet ja soveltuu ohmisiin kosketuskerroksiin, jotka vaativat korkeaa johtavuutta.

Ionin implantaatioominaisuudet

Arseenin atomimassa (74,92 U) on paljon suurempi kuin fosforin (30,97 U). Ionin implantaatio mahdollistaa lyhyemmän alueen ja matalamman implantaation syvyyden, mikä sopii matalan liitoskeskuksen tarkkaan hallintaan. Fosfori puolestaan vaatii syvempiä implantaation syvyyttä ja sen suuremman diffuusiokertoimen vuoksi on vaikeampaa hallita.

Yksikiteisen piin N-tyyppisinä lisäaineina arseenin ja fosforin väliset erot voidaan tiivistää seuraavasti: fosfori sopii syviin liitoksiin, keskipitkästä korkeaan pitoisuuteen, yksinkertaiseen prosessointiin ja korkeaan liikkuvuuteen; Vaikka arseeni sopii mataliin liitoksiin, korkean pitoisuuden dopingiin, tarkkaan liitoskeskunnan hallintaan, mutta merkittävillä hilavaikutuksilla. Käytännöllisissä sovelluksissa asianmukainen lisäaine on valittava laitteen rakenteen (esim. Liitossyvyys- ja pitoisuusvaatimukset), prosessiolosuhteiden (esim. Diffuusio/implantointiparametrit) ja suorituskykytavoitteiden perusteella (esim. Liikkuvuus ja johtavuus).

Semicorex tarjoaa korkealaatuista yksittäistä kristalliaPiituotteetpuolijohteessa. Jos sinulla on tiedusteluja tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa yhteyttä meihin.

Yhteyshenkilö # +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com