بيت > أخبار > اخبار الصناعة

ما هو الفرق بين المنشطات الزرنيفية وذكي الفوسفور في السيليكون الكريستالي المفرد

2025-08-04

كلاهما من أشباه الموصلات من النوع N ، ولكن ما الفرق بين المنشطات الزرنيخ والفوسفور في السيليكون أحادي البلورة؟ في السيليكون أحادي البلورة ، كل من الزرنيخ (AS) والفوسفور (P) كلاهما شائع الاستخدام من النوع N (عناصر الخماسي التي توفر الإلكترونات الحرة). ومع ذلك ، بسبب الاختلافات في التركيب الذري ، والخصائص الفيزيائية ، وخصائص المعالجة ، تختلف آثار المنشطات وسيناريوهات التطبيق بشكل كبير.


1. التركيب الذري وآثار الشبكة


دائرة نصف قطرها الذرية والتشويه الشبكة

الفوسفور (P): مع دائرة نصف قطرها ذري يبلغ حوالي 1.06 Å ، أصغر قليلاً من السيليكون (1.11 Å) ، وتؤدي المنشطات مع تشويه أقل لشبكة السيليكون ، والضغط المنخفض ، واستقرار مادي أفضل.

الزرنيخ (AS): مع دائرة نصف قطرها ذري يبلغ حوالي 1.19 Å ، أكبر من السيليكون ، مع المنشطات مع نتائج أكبر في شعرية ، من المحتمل أن تؤدي إلى إدخال المزيد من العيوب وتؤثر على تنقل الناقل.


في موقفهم داخل السيليكون ، يعمل كلا المنشطات بشكل أساسي كدخرفة استبدال (استبدال ذرات السيليكون). ومع ذلك ، نظرًا لنصف قطرها الأكبر ، فإن الزرنيخ لديه تطابق شعرية أكثر فقراً مع السيليكون ، مما قد يؤدي إلى زيادة في العيوب المترجمة.



الثاني. الاختلافات في الخصائص الكهربائية


مستوى الطاقة المانحين وطاقة التأين


الفوسفور (P): يبلغ مستوى طاقة المانح حوالي 0.044 فولت من قاع نطاق التوصيل ، مما يؤدي إلى انخفاض طاقة التأين. في درجة حرارة الغرفة ، يكون مؤينًا تمامًا تقريبًا ، وتركيز الناقل (الإلكترون) قريب من تركيز المنشطات.


الزرنيخ (AS): يبلغ مستوى طاقة المانح حوالي 0.049 فولت من قاع نطاق التوصيل ، مما يؤدي إلى طاقة تأين أعلى قليلاً. في درجات حرارة منخفضة ، يكون مؤينًا بشكل غير كامل ، مما يؤدي إلى تركيز الناقل أقل قليلاً من تركيز المنشطات. في درجات حرارة عالية (على سبيل المثال ، فوق 300 K) ، تقترب كفاءة التأين من الفوسفور.


الناقل التنقل


يحتوي السيليكون المزخرف بالفوسفور على تشويه شعرية أقل وتنقل الإلكترون الأعلى (حوالي 1350 سم مربع/(V ・ S)).

ينتج عن المنشطات الزرنيخية انخفاض تنقل الإلكترون قليلاً (حوالي 1300 سم مربع/(V ・ S) بسبب تشويه الشبكة والمزيد من العيوب ، لكن الفرق يتناقص عند تركيزات تعاطي المنشطات العالية.


ثالثا. خصائص الانتشار والمعالجة


معامل الانتشار


الفوسفور (P): معامل الانتشار في السيليكون كبير نسبيًا (على سبيل المثال ، حوالي 1e-13 cm²/s عند 1100 درجة مئوية). معدل انتشاره سريع في درجات حرارة عالية ، مما يجعله مناسبًا لتشكيل تقاطعات عميقة (مثل باعث الترانزستور ثنائي القطب).


الزرنيخ (AS): معامل الانتشار الخاص به صغير نسبيًا (حوالي 1e-15 سم مربع/ثانية عند 1100 درجة مئوية). معدل انتشاره بطيء ، مما يجعله مناسبًا لتشكيل تقاطعات ضحلة (مثل منطقة المصدر/التصريف لأجهزة تقاطع MOSFET و Ultra-Shallow).


قابلية الذوبان الصلبة


الفوسفور (P): يبلغ الحد الأقصى من ذوبانه الصلبة في السيليكون حوالي 1 × 10²¹/سم/سم مكعب.


الزرنيخ (AS): قابلية ذوبانها الصلبة أعلى ، حوالي 2.2 × 10²¹ الذرات/سم مكعب. هذا يسمح بتركيزات أعلى المنشطات وهو مناسب لطبقات التلامس الأومية التي تتطلب توصيلًا كبيرًا.


خصائص زرع أيون


الكتلة الذرية للزرنيخ (74.92 U) أكبر بكثير من الفوسفور (30.97 U). يسمح زراعة الأيونات بمدى أقصر وعمق زرع ضحلة ، مما يجعله مناسبًا للتحكم الدقيق في أعماق الوصلات الضحلة. الفوسفور ، من ناحية أخرى ، يتطلب أعماق زرع أعمق ، وبسبب معامل الانتشار الأكبر ، يصعب السيطرة عليه.


يمكن تلخيص الاختلافات الرئيسية بين الزرنيخ والفوسفور كدخرات من النوع N في السيليكون أحادي البلورة على النحو التالي: الفسفور مناسب للوصلات العميقة ، والتركيز المتوسط إلى الأعلى ، والمعالجة البسيطة ، وذوي التنقل العالي ؛ في حين أن الزرنيخ مناسب للوصلات الضحلة ، فإن تعاطي المنشطات عالية التركيز ، والتحكم الدقيق لعمق الوصلات ، ولكن مع تأثيرات شعرية كبيرة. في التطبيقات العملية ، يجب اختيار Dopant المناسب بناءً على بنية الجهاز (على سبيل المثال ، متطلبات عمق الوصلات وتركيز) ، وظروف العملية (على سبيل المثال ، معلمات الانتشار/الزرع) ، وأهداف الأداء (مثل التنقل والتوصيل).





Semicorex يوفر بلورة مفردة عالية الجودةمنتجات السيليكونفي أشباه الموصلات. إذا كان لديك أي استفسارات أو تحتاج إلى تفاصيل إضافية ، فالرجاء عدم التردد في الاتصال بنا.


اتصل بالهاتف # +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept