ההשפעה של אי-ציות על נכסי החשמל של עמק הסיליקון

שרביטי הסיליקון משמשים כמצע היסוד של הרוב המכריע של מכשירים אלקטרוניים מודרניים, כולל מיקרו-מעבדים, שבבי זיכרון, חיישנים, תאים פוטו-וולטאיים.תכונות החשמל של הוואפרים האלה - כגון התנגדות, ניידות וקבוצת נושאות מיעוט - לקבוע באופן ישיר את הביצועים, המהירות והיעילות של המכשירים הסופיים.

הבנה של סיליקון וופר: מבנה וטוהר

(הופנה מהדף סיליקון) הם דקים, פרוסות מעגליות מנותקות מסיליקון יחיד של סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון מעוקב, עם כל אטום מתואם בצורה שווה לארבעה שכנים.באידיאל טהור ב 0 K, כל האלקטרונים קשורים באיגרות חוב חד-משמעיות, מה שהופך סיליקון ל- 10 LTFrinic ביותר: 7.

צמיחה קריסטל ו Doping

(הרוב המכריע של מכשירי סיליקון מסחריים גדלים באמצעות שיטת Czochralski (CZ), שבה רמות פוליקליות של סיליקון מלוטש (Czochralski) וגביש זרע נמשכים לאט כדי ליצור כמות מסוימת של סיליקון-p1 עלות סוליפט (p1) ללא סיליקון-F171) גבוה יותר, חמצן מתנגד להיתוך, וכתוצאה מכך ריכוזים של 10:

תפקיד אי-ציות בסיליקון

(ב) אטומים נופלים לשתי קטגוריות רחבות:0;0; ⁇ ⁇ ⁇ 1 , אשר מתווספים לשלוט בסוג ובריכוז של נושאי מטען, ו-FLT:2unintentional contminantssal contaFLT 3: אשר מוצגים החל חומרים, עיבוד, או הסביבה.

דופיטורים: עונים ותומכים

אטומים דונט מחליפים סיליקון ב- ⁇ קריסטל או תורמים אלקטרון נוסף (תורמים) או ליצור מחסור אלקטרונים או חור (מפרקים) תורמים נפוצים כוללים זרחן (P) ואסרניק (כפי), הן מקבוצת V של השולחן המחזורי.יש להם חמישה אלקטרונים של ערימות; ארבעה קשרים קוה שווים עם אטומים שכנים, והחמישית היא בעלת מוגבלות בקלות על גבי חדר חשמלי, בערך, כלומר, מתחת לגיל 45 מעלות צלזיוס, הוא בעל רמה 3 מעלות, מתחת לטמפרטורה חיובית, מתחת לרמה 3 מעלות צלזיוס, הוא בערך, הוא בערך, מתחת לרמה 3 מעלות צלזיוס, מתחת לרמה של עופרת, הוא בערך, הוא בערך, מתחת לרמה 3 מעלות צלזיוס, מתחת לרמה של עופרת של 3 מעלות צלזיוס, מתחת לרמה של בערך, מתחת לרמה 3.

(הדגשה ב-Dopedסיליקון שווה כמעט לריכוז הפעוט בטמפרטורת החדר, כי כמעט כל המזהמים מכונים ionized.מערכת יחסים זו מאפשרת שליטה מדויקת של התנגדות על פני הרבה סדרי גודל. heavily doped Zone (nFLT:0+reaFLT:1 או pLT:2+FLT3) להשיג התנגדות מתחת 0.001 ⁇ i) ו-Obsp;5i-Fald) לשימוש באזורים בעלי קשרים נמוכים (R.

Contaminants: Metals, Oxygen, Carbon

(הופנה מהדף [[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]

(ה) ⁇ :0) OxygenigrFLT:1 (החומרה הבלתי מכוונת ביותר ב- CZסיליקון, בדרך כלל בשעה 10-30 ppma (חלקים למיליון אטומים) בעוד חמצן בין-יסודי (OFLT:2iBuilding Centers in CZLT 3), עצמו יכול לגרום לחמצן להסתתתתתר ל-SiltLTF:4Fxrea:2iFalgates (או-Apallows) אך ורק לאחר ש- 500-NUMCRMCViFDUOCV) הוא בעל השפעה גבוהה יותר.

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

השפעה על ספקטרום חשמל מפתח

אי-ציות משפיעות על ארבעה פרמטרים חשמליים בסיסיים של סיליקון: התנגדות (או התנהגות), ניידות נושאית, חיי נושאות מיעוט (או אורך דיפוזיה), ורעש של הדור-recombination.כל אחד מהפרמטרים האלה משפיע על ביצועי המכשיר בדרכים נפרדות.

אחריות והתרחבות נושא

אחריות ( ⁇ ) היא יחסית למוצר ריכוז נושא (n או p) וניידות (μ) דופיטורים מופניים להגדיר את ריכוז המוביל נטו, בעוד שזיהומים לא מכוונים יכולים לשנות אותו באמצעות פיצוי.לדוגמה, אם p-type wfer (בורך) הוא מזוהם עם תנופה גדולה כגון זרחן, החורים נטו, ירידה במקרים חמורים יותר, אפילו הדבקה של דחפים נמוכים יותר.

מובילי ניידות ו Scattering

ניידות נשאית מוגבלת על ידי פיזור מנגנונים: פיזור אטיצ'ה (פוני) בטמפרטורה גבוהה וזיהומים מפוזרים בטמפרטורה נמוכה או מינון גבוה.הסתה בלתי מאולתלתלתת (המפוזרים) מתפזרת מעל 10FLT:0173 מנפחים ישירות את תאי הקירור הסולאריים (בקיצור של סיליקון) באופן נמוך יותר (למשל, 2 -3FLT 3).

Recombination Lifetime and Device Performance

( ⁇ ) הוא הזמן הממוצע של נושא מיעוט קיים לפני recombining.It הוא פרמטר קריטי עבור מכשירים דו קוטביים (diodes, bi קוטבי טרנזיס), תאים סולאריים, ו CCD תמונותrs. בסיליקון באיכות גבוהה, החיים יכולים לעלות על 1 ms. Metallic זיהומים, במיוחד מעבר מתכות, להציג רמות עמוקות המאפשרות זעזוע-readley-HA (HSRH) Rebination, 10.

(ב) ויקרא י"ד: 1=1=5)

כאשר ⁇ הוא החלקה הלוכדת, vFLT:0thirthphFLT ( 1:1) הוא המהירות התרמית, NIRFLT:2tFLT 3: 3 הוא ריכוז המלכודת. כי ⁇ עבור זיהומים מתכתיים הוא גדול, אפילו כמויות עקבות הם הרסניים. עבור תאים סולאריים, מופחתת החיים פירושה אורך דינמי נמוך יותר ויעילות איסוף נמוכה יותר, יעילות המרה ישירות המרה של המרה.

אופי של חוסר

זיהוי מדויק וזיהוי של זיהומים הם הכרחיים עבור בקרת תהליכים ומחקר.חבילה של טכניקות אנליטיות משמש למדידת הרכב הכימי וההשפעה החשמלית.

שיטות ניתוח כימי

(ב) [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שיטות למדידה חשמלית

(ה) ⁇ (ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שליטה במכשולים בסיליקון

מיגש את ההשפעות המזיקות של זיהומים כרוך הן מניעה והן דחיפות. מניעת מתחילה עם חומרי גלם ומרחיב את כל השלבים לעיבוד, בעוד תיווך כרוך לעתים קרובות טכניקות מרתיעה כי לכידתer מתחומים פעילים של מכשירים.

פורמולה ו-Gettering

(ב) [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]], [ה]], [ה]], [ה]], [ה]]][ה]]], [ההההההההההההתעלל] [ההההתעל] [ה] [ה]]] [התתתתתתת] [התתתתתתחילה]]] [ה]] [ה]] [ה[ה[ה[ה]]]]]] [ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה]]]]]]]]]]]]]]] [ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [ה[ה[ה]]]]]]]]]] [ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה[ה

בקרת ייצור מתקדמת

(ויפר פודבס לשמור על חדרים נקיים של כיתה 1 עד 10 כדי למזער את זיהום האוויר ואת זיהום מתכת מזהמים. פתרונות כימיים לניקוי (RCA SC-1 ו- SC-2, diluted HF) הם פורקו כדי להסיר שאריות אורגניות, חלקיקים, וסרטים מתכתיים (FLT) יותר מ- 0 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) גבוה יותר מ- 10D) ממתכת גבוהה יותר (FLT2D) אינם יכולים להשיג ריכוז גבוה יותר;

מסקנות ודרכים עתידיות

(הדברים) הם חרב כפולה בטכנולוגיית מכשיר הסיליקון.השימוש ב-Intentional doping הוא הכרחי ליצירת מוליכים, אינסולטורים, ואזורי מכשירים פעילים, אך לא מכוונים – בין אם חמצן מה- 3 תגובות בלתי ניתנות למשמעת, מתכות מטיפול, או פחמן מ-Ambientology – ירידה בתכונות חשמליות באמצעות מנגנונים החל משינויי-Ride ועד להפחתה של חיי אדם למחצה.