Silicium wafers kan leveres med specifikationer som findes i:https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer

Silicium er et halvledermateriale, og dets resistivitet er tæt forbundet med dopingkoncentrationen. Doping er det at indføre en lille mængde urenheder i siliciumkrystaller for at ændre deres elektriske egenskaber. I henhold til kravene til konduktivitetstype og resistivitet skal V-gruppeelementer (såsom P, As, Sb, Bi) vælges til fremstilling af N-type siliciumenkeltkrystaller; mens fremstillingen af ​​P-type silicium kræver gruppe III elementer (såsom B, Al, Ga, In, Ti). Indholdet af urenhedselementer i siliciumkrystaller bestemmer den elektriske resistivitet af siliciumenkeltkrystaller.

1. Forholdet mellem resistivitet og urenhedskoncentration

Resistiviteten er ikke kun relateret til urenhedskoncentration, men også til ladningsbærernes mobilitet. Når koncentrationen af ​​urenheder er høj, har urenheder en spredningseffekt på ladningsbærere. Det kan i høj grad reducere ladningsbærernes mobilitet og derved påvirke ledningsevnen af ​​siliciumkrystal. Således blev sammenhængskurven mellem resistivitet og urenhedskoncentration teoretisk beregnet som vist i fig. 1.

Fig. 1 Sammenhæng mellem resistivitet og urenhedskoncentration af silicium

Resistiviteten er påvirket af både bærerkoncentration (urenhedskoncentration) og mobilitet, så resistiviteten og urenhedskoncentrationen er ikke lineært relaterede.

For ikke-intrinsiske halvledere er den elektriske resistivitet af et materiale hovedsageligt relateret til størstedelens bærerkoncentration og mobilitet.

Når urenhedskoncentrationen stiger, afviger kurven væsentligt fra den rette linje, hovedsageligt på grund af:

1) Urenheder kan ikke ioniseres fuldstændigt ved stuetemperatur;

2) Mobiliteten falder signifikant med stigningen i urenhedskoncentrationen.

På grund af elektronernes og hullernes forskellige mobilitet er den iboende ledningsevne af en halvleder muligvis ikke nødvendigvis den mindste ved en bestemt temperatur.

2. Den RopstemthedBmellemResistivitet ogTemperature

I det moderate temperaturområde domineret af ikke-intrinsisk excitation (ca. mellem 200K og 450K), ioniseres urenheder fuldstændigt, og koncentrationen af ​​elektroner forbliver stort set uændret. Men på grund af faldet i bærermobilitet med stigende temperatur inden for dette temperaturområde, viser ledningsevnen af ​​halvledermaterialer også et lille fald med stigende temperatur. Når temperaturen stiger yderligere, går den ind i det iboende excitationsområde, og koncentrationen af ​​indre ladningsbærere stiger hurtigt med temperaturstigningen, så ledningsevnen stiger også hurtigt med temperaturstigningen.

Når temperaturen er relativt lav, på grund af urenhedsatomers fryseeffekt, falder bærerkoncentrationen og ledningsevnen af ​​halvledermaterialet kontinuerligt med faldet i temperaturen.

Fig. 2 Elektronkoncentration og ledningsevne versus invers temperatur for silicium

Som vist i fig. 2, når dopingkoncentrationen N af donorurenheder er 1E15 cm^-3, sammenhængskurven mellem elektronkoncentrationen og dens ledningsevne i silicium med temperaturændringer.

Fig. 3 Sammenhæng mellem resistivitet og temperaturændringer

Der er tre typer doping i produktionsprocessen baseret på den høje og lave elektriske resistivitet:

Let doping, velegnet til enkeltkrystaller påført i ensretter med høj effekt;

Medium doping, velegnet til enkeltkrystaller brugt i transistorer;

Kraftig doping, ideel til enkeltkrystalsubstrat til epitaksial vækst.

I betragtning af den termiske stabilitet af hele halvlederanordningen og i fremstillingsprocessen af ​​halvlederanordninger, især i højtemperaturprocesser såsom diffusion og epitaksi, kræves det ofte, at diffusionskoefficienten for doterede elementer i siliciumenkeltkrystaller er mindre og bedre. Ellers, når højtemperaturdiffusion bruges til at fremstille enheder, kommer urenheder på substratet også ind i det epitaksiale lag gennem antidiffusion, hvilket påvirker omfordelingen af ​​urenheder og påvirker enhedens elektriske ydeevne negativt.

For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.