Примеси допинг является очень важным шагом в производстве чипов. Почти все интегрированные схемы, светодиоды, силовые устройства и т. Д. требуют допинга. Так зачем допинг? Каковы методы допинга? Какова роль допинга?
Почему допинг?
Внутренний кремний имеет плохую проводимость. Необходимо ввести небольшое количество примесей в внутренний кремний, чтобы увеличить количество подвижных электронов или отверстий, чтобы улучшить свои электрические свойства, чтобы кремний мог соответствовать стандартам для производства полупроводников.
Что такое внутренний кремний?
Внутренний кремний относится к чистому кремнию, кремнию, который не легирован какими -либо примесями, а его количество свободных электронов и отверстий равны. Внутренний кремний является полупроводниковым материалом с плохой проводимостью при комнатной температуре.
Что такое кремний N-типа?
Кремний N-типа производится путем легирования чистого кремния с пентавалентными элементами (такими как P, как и т. Д.). Атомы пентавалентных элементов, таких как фосфор и мышьяк, заменяют положение атомов кремния. Поскольку кремний 4- Валент, будет дополнительный электрон. Дополнительные электроны могут свободно двигаться и нести отрицательный заряд. N означает отрицательный.
N+: сильно легированный полупроводник N-типа. N-: Слегка легированный полупроводник N-типа.
Что такое кремний P-типа?
Кремний P-типа производится путем легирования чистого кремния с тривалентными элементами (такими как B, GA и т. Д.). Атомы тревалентных элементов, таких как бор и галлий, заменяют положение атомов кремния, но по сравнению с атомами кремния в нем отсутствует электрон. В положении, где электрон отсутствует отверстие. Сама дыра имеет положительный заряд и может принимать электроны, поэтому она называется кремния P-типа. P означает положительный.
P+, что означает высокодопированный полупроводник P-типа с высокой концентрацией. P-, что означает полупроводник P-типа с низкой допинкой.
Общие пентавалентные элементы
Пентавалентные элементы представляют собой элементы группы VA в периодической таблице, представленной P и AS. Эти два элемента имеют 5 электронов во внешнем слое, 4 из которых могут образовывать ковалентные связи с атомами кремния, а оставшийся - свободный электрон.
Phosphorus (P) является неметаллическим элементом с различными аллотропами, наиболее распространенными из которых являются белый фосфор, красный фосфор и черный фосфор. Мышьяк (AS) - это металлоидный элемент с металлическим блеском и химическими свойствами, сходными с фосфором, но соединения мышьяка, как правило, более стабильны. Триоксид мышьяка является оксидом мышьяка, AS2O3.
Общие тривалентные элементы
Тривалентные элементы представляют собой элементы группы IIIA в периодической таблице, представленной Boron (B) и Gallium (GA). Эти два элемента имеют 3 электрона во внешнем слое.
- Boron (B)-это жесткий и хрупкий неметаллический элемент с черным или коричневым цветом. В природе он в основном существует в форме его оксидов или боратов, а общие вещества включают борную кислоту, буру и т. Д.
- Gallium (GA) - это мягкий металл с низкой темой плавления. Его температура плавления составляет около 29,76 градуса, а GAAS широко используется в качестве полупроводникового материала. Кроме того, галлия также используется в производстве солнечных батарей, светодиодов и т. Д.
Общие методы допинга
В настоящее время есть два основных метода, а именно диффузия и ионная имплантация:
- Диффузия
Во -первых, полупроводниковая пластина очищается, чтобы убедиться, что на ее поверхности нет загрязнения. Впоследствии кремниевая пластина нагревается при высокой температуре (диффузионная печь). Атомы легирования могут войти в полупроводниковый материал, а после диффузии выполняется пост-обработка, такая как отжиг, чтобы стабилизировать распределение легированных присадков.
- Ионная имплантация
Ионная имплантация использует высокое напряжение для ускорения ионизированных легированных приставок до очень высоких скоростей, а ускоренные ионы точно застрелены на поверхности кремниевой пластины. Поскольку ионы имеют высокую кинетическую энергию, они проникнут на поверхность кремниевой пластины и войдут в его интерьер.
