Tấm silicon có thể được cung cấp với các thông số kỹ thuật như sau:https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer

Silicon là vật liệu bán dẫn và điện trở suất của nó có liên quan mật thiết đến nồng độ pha tạp. Doping là việc đưa một lượng nhỏ tạp chất vào tinh thể silicon để làm thay đổi tính chất điện của chúng. Theo yêu cầu về loại độ dẫn điện và điện trở suất, nên chọn các nguyên tố nhóm V (như P, As, Sb, Bi) để chuẩn bị các tinh thể đơn silicon loại N; trong khi việc điều chế silicon loại P đòi hỏi các nguyên tố nhóm III (như B, Al, Ga, In, Ti). Hàm lượng các nguyên tố tạp chất trong tinh thể silicon quyết định điện trở suất của các tinh thể silicon đơn lẻ.

1. Mối liên hệ giữa điện trở suất và nồng độ tạp chất

Điện trở suất không chỉ liên quan đến nồng độ tạp chất mà còn liên quan đến độ linh động của các hạt mang điện. Khi nồng độ tạp chất cao, tạp chất có tác dụng tán xạ lên các hạt mang điện. Nó có thể làm giảm đáng kể tính di động của các hạt mang điện, do đó ảnh hưởng đến độ dẫn điện của tinh thể silicon. Do đó, đường cong mối quan hệ giữa điện trở suất và nồng độ tạp chất được tính toán về mặt lý thuyết như trong Hình 1.

Hình 1. Mối quan hệ giữa điện trở suất và nồng độ tạp chất của silicon

Điện trở suất bị ảnh hưởng bởi cả nồng độ chất mang (nồng độ tạp chất) và độ linh động, do đó điện trở suất và nồng độ tạp chất không liên quan tuyến tính.

Đối với chất bán dẫn không nội tại, điện trở suất của vật liệu chủ yếu liên quan đến nồng độ và độ linh động của chất mang đa số.

Khi nồng độ tạp chất tăng lên, đường cong lệch đáng kể so với đường thẳng, chủ yếu là do:

1) Các tạp chất không thể bị ion hóa hoàn toàn ở nhiệt độ phòng;

2) Độ linh động giảm đáng kể khi tăng nồng độ tạp chất.

Do độ linh động khác nhau của các electron và lỗ trống, độ dẫn nội tại của chất bán dẫn có thể không nhất thiết phải nhỏ nhất ở một nhiệt độ nhất định.

2. Các Rsự phấn khởiBở giữaRđiện trở suất vàTnhiệt độ

In the moderate temperature range dominated by non intrinsic excitation (approximately between 200K and 450K), impurities are completely ionized, and the concentration of electrons remains basically unchanged. However, due to the decrease in carrier mobility with increasing temperature within this temperature range, the conductivity of semiconductor materials also shows a slight decrease with increasing temperature. When the temperature further increases, it enters the intrinsic excitation region, and the concentration of intrinsic charge carriers increases rapidly with the increase of temperature, so the conductivity also increases rapidly with the increase of temperature.

When the temperature is relatively low, due to the freezing effect of impurity atoms, the carrier concentration and the conductivity of the semiconductor material continuously decrease with the decrease of temperature.

Fig. 2 Electron concentration and conductivity versus inverse temperature for silicon

As shown in Fig. 2, when the doping concentration N of donor impurities is 1E15cm^-3, the relationship curve between the electron concentration and its conductivity in silicon with temperature changes.

Fig. 3 Relationship between resistivity and temperature changes

Có ba loại doping trong quá trình sản xuất dựa trên điện trở suất cao và thấp:

Doping nhẹ, thích hợp cho các tinh thể đơn áp dụng trong bộ chỉnh lưu công suất cao;

Doping trung bình, thích hợp cho các tinh thể đơn dùng trong bóng bán dẫn;

Doping nặng, lý tưởng cho chất nền đơn tinh thể để tăng trưởng epiticular.

Xem xét độ ổn định nhiệt của toàn bộ thiết bị bán dẫn và trong quá trình sản xuất thiết bị bán dẫn, đặc biệt là trong các quá trình nhiệt độ cao như khuếch tán và epitaxy, người ta thường yêu cầu hệ số khuếch tán của các nguyên tố pha tạp trong đơn tinh thể silicon phải nhỏ hơn và tốt hơn. Mặt khác, khi sử dụng khuếch tán ở nhiệt độ cao để chế tạo thiết bị, các tạp chất trên đế cũng xâm nhập vào lớp epitaxy thông qua quá trình chống khuếch tán, ảnh hưởng đến sự phân phối lại tạp chất và ảnh hưởng xấu đến hiệu suất điện của thiết bị.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.