ما هو الفرق بين الرقائق الفوقي والمنتشرة

تعد كل من الرقائق الفوقية والمنتشرة من المواد الأساسية في تصنيع أشباه الموصلات، ولكنها تختلف بشكل كبير في عمليات التصنيع والتطبيقات المستهدفة. تتعمق هذه المقالة في الفروق الرئيسية بين أنواع الرقاقات هذه.

1. عملية التصنيع:

رقائق الفوقييتم تصنيعها عن طريق زراعة طبقة واحدة أو أكثر من مادة أشباه الموصلات على ركيزة من السيليكون أحادي البلورة. تستخدم عملية النمو هذه عادةً تقنيات ترسيب البخار الكيميائي (CVD) أو تقنيات تنضيد الشعاع الجزيئي (MBE). يمكن تصميم الطبقة الفوقي بأنواع وتركيزات منشطات محددة لتحقيق الخواص الكهربائية المطلوبة.

من ناحية أخرى، يتم تصنيع الرقائق المنتشرة عن طريق إدخال ذرات منشطة في ركيزة السيليكون من خلال عملية الانتشار. تحدث هذه العملية عادة عند درجات حرارة عالية، مما يسمح للمواد المشابهة بالانتشار في شبكة السيليكون. يتم التحكم في تركيز المادة المشابهة وشكل العمق في الرقائق المنتشرة عن طريق ضبط وقت الانتشار ودرجة الحرارة.

2. التطبيقات:

رقائق الفوقيتستخدم في المقام الأول في أجهزة أشباه الموصلات عالية الأداء مثل الترانزستورات عالية التردد، والأجهزة الإلكترونية البصرية، والدوائر المتكاملة. الالطبقة الفوقيةيوفر خصائص كهربائية فائقة مثل قدرة الناقل الأعلى على الحركة وانخفاض كثافة العيوب، وهو أمر بالغ الأهمية لهذه التطبيقات.

تُستخدم الرقائق المنتشرة في الغالب في أجهزة أشباه الموصلات منخفضة الطاقة وفعالة من حيث التكلفة مثل دوائر MOSFET ذات الجهد المنخفض والدوائر المتكاملة CMOS. إن عملية الانتشار الأبسط والأقل تكلفة تجعلها مناسبة لهذه التطبيقات.

3. اختلافات الأداء:

رقائق الفوقيتظهر عمومًا خواصًا كهربائية فائقة مقارنةً بالرقائق المنتشرة، بما في ذلك حركة حامل أعلى، وكثافات عيب أقل، وثبات حراري معزز. هذه المزايا تجعلها مثالية للتطبيقات عالية الأداء.

في حين أن الرقائق المنتشرة قد يكون لها خصائص كهربائية أقل قليلاً مقارنة بنظيراتها الفوقي، فإن أدائها يكفي للعديد من التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، فإن انخفاض تكلفة تصنيعها يجعلها خيارًا تنافسيًا للتطبيقات منخفضة الطاقة والحساسة من حيث التكلفة.

4. تكلفة التصنيع:

تصنيعرقائق الفوقيمعقدة نسبيا، وتتطلب معدات متطورة وتقنيات متقدمة. بالتالي،رقائق الفوقيهي بطبيعتها أكثر تكلفة لإنتاجها.

وعلى العكس من ذلك، تنطوي الرقائق المنتشرة على عملية تصنيع أبسط تستخدم المعدات والتقنيات المتاحة بسهولة، مما يؤدي إلى انخفاض تكلفة التصنيع.

5. التأثير البيئي:

عملية تصنيعرقائق الفوقييمكن أن تولد المزيد من النفايات والملوثات بسبب استخدام المواد الكيميائية الخطرة والمعالجة ذات درجات الحرارة العالية.

إن تصنيع الرقائق المنتشرة، له تأثير بيئي أقل نسبيًا، حيث يمكن تحقيقه باستخدام درجات حرارة منخفضة ومواد كيميائية أقل.

خاتمة:

الفوقيوتمتلك الرقائق المنتشرة خصائص مميزة من حيث عملية التصنيع ومجالات التطبيق والأداء والتكلفة والأثر البيئي. يعتمد الاختيار بين هذين النوعين من الرقاقات بشكل كبير على متطلبات التطبيق المحددة وقيود الميزانية.