Која је разлика између арсенског допинга и фосфора допинга у једном кристалном силикону

Обоје су полуводичи Н типа, али у чему је разлика између арсена и фосфорног допинга у једном кристалу силицијума? У једном кристалном силикону, арсенично (као) и фосфор (п) су обично коришћени допанти Н-типа (пентавентни елементи који пружају бесплатне електроне). Међутим, због разлика у атомској структури, физичким својствима и карактеристикама обраде, њихови допинг ефекти и сценарији апликација значајно се разликују.

И. Атомска структура и ефекти решетке

Атомски радијус и искривљење решетке

Фосфор (п): са атомским радијусом од приближно 1.06 а, нешто мањи од силицијума (1.11 а), допинг са резултатима мање искривљавања силицијумске решетке, нижег стреса и бољој стабилности.

Арсениц (АС): Са атомским радијусом од око 1,19 а, већи од силицијума, допинг са резултатима у већем дисторзији решетке, потенцијално увођење више недостатака и утицаја на мобилност носача.

У њиховом положају унутар силикона, оба допанта се пре свега делују као супституциони допанти (замењују силицијум атома). Међутим, због свог већег радијуса, Арсенић има сиромашније решетке са силиконом, потенцијално што је довело до повећања локализованих оштећења.

ИИ. Разлике у електричним својствима

Ниво енергетике донатора и енергија јонизације

Фосфор (п): Ниво енергије донатора је приближно 0,044 ЕВ од дна проводног опсега, што резултира ниском јонизационом енергијом. На собној температури, готово је потпуно јонизована, а концентрација носача (електрона) је близу концентрације допинга.

Арсениц (Ас): Ниво енергије донатора је приближно 0,049 ЕВ из дна проводног опсега, што резултира незнатно већом енергијом јонизације. На ниским температурама, то је непотпуно јонизовано, што резултира концентрацијом носача нешто ниже од концентрације допинга. На високим температурама (нпр., Изнад 300 К), ионизација ефикасност приступа фосфору.

Мобилност носача

Силиконски фосфор-допед има мање искривљене искривљене и веће електронске покретљивости (приближно 1350 цм² / (В · с)).

Арсенски допинг резултира благом нижом електроном мобилношћу (приближно 1300 цм² / (В · с)) због искривљавања решетке и више оштећења, али разлика се смањује при високим концентрацијама допинга.

ИИИ. Карактеристике дифузије и прераде

Коефицијент дифузије

Фосфор (п): његова коефицијент дифузије у силикону је релативно велика (нпр. Приближно 1Е-13 цм² / с на 1100 ° Ц). Његова дифузијска стопа је брзо на високим температурама, чинећи га погодним за формирање дубоких чворова (као што је емитер биполарног транзистора).

Арсениц (АС): Коефицијент дифузије је релативно мали (приближно 1Е-14 цм² / с на 1100 ° Ц). Његова стопа дифузије је спора, чинећи га погодним за формирање плитких спојева (као што су извор / одводња подручја МОСФЕТ-а и ултра-плитких раскрсници).

Чврста растворљивост

Фосфор (п): његова максимална чврста растворљивост у силицијума је приближно 1 × 10 м² атоме / цм³.

Арсениц (АС): Његова чврста растворљивост је још већа, приближно 2,2 × 10 м² атоме / цм³. Ово омогућава веће допинг концентрације и погодно је за охмијске контактне слојеве који захтевају високу проводљивост.

ИОН карактеристике имплантације

Атомска маса арсена (74,92 у) је много већа од фосфора (30,97 у). ИМОНА ИМПЛАНТАЦИЈА Омогућује краћи распон и плиткој дубини имплантације, чинећи га погодним за прецизну контролу плитке радне дубине. С друге стране, фосфор је потребно дубље дубине имплантације и због већег коефицијента дифузије је теже контролисати.

Кључне разлике између арсена и фосфора као Н-тип допаната у једном кристалу силицијума могу се сумирати на следећи начин: фосфор је погодан за дубоке спојеве, средње до високе концентрације допинг, једноставна обрада и високу мобилност; Док је Арсенић погодан за плитке спојеве, високог концентрационог допинга, прецизну контролу дубине раскрснице, али са значајним решеткима. У практичним апликацијама, одговарајући допант мора бити изабран на основу структуре уређаја (нпр., Захтеви за радне снаге и услови концентрације), услови процеса (нпр. Параметрима дифузије / имплантације) и циљеви перформанси (нпр. Мобилност и проводљивост).

Семицорек нуди висококвалитетни појединачни кристалСилицон производиу полуводичу. Ако имате било каквих питања или су вам потребне додатне детаље, не устручавајте се да ступите у контакт са нама.

Контакт телефон # + 86-13567891907

Емаил: салес@семицОрек.цом