تعاطي المنشطات الشوائب خطوة مهمة للغاية في تصنيع الرقائق. تتطلب جميع الدوائر المتكاملة ، ومصابيح LED ، وأجهزة الطاقة ، وما إلى ذلك. فلماذا المنشطات؟ ما هي طرق المنشطات؟ ما هو دور المنشطات؟
لماذا تعاطي المنشطات؟
السيليكون الجوهري لديه ضعف الموصلية. من الضروري إدخال كمية صغيرة من الشوائب في السيليكون الجوهري لزيادة عدد الإلكترونات أو الثقوب المنقولة لتحسين خصائصه الكهربائية حتى يتمكن السيليكون من تلبية معايير تصنيع أشباه الموصلات.
ما هو السيليكون الجوهري؟
يشير السيليكون الجوهري إلى السيليكون النقي ، والسيليكون غير المخدر بأي شوائب ، ويساوي عدد الإلكترونات والثقوب الحرة. السيليكون الجوهري هو مادة أشباه الموصلات مع ضعف الموصلية في درجة حرارة الغرفة.
ما هو السيليكون من نوع N؟
يتم تصنيع السيليكون من النوع N عن طريق المنشطات السيليكون النقي مع عناصر خماسية (مثل P ، وما إلى ذلك). ذرات العناصر الخماسية مثل الفوسفور والزرنيخ تحل محل موضع ذرات السيليكون. نظرًا لأن السيليكون هو 4- valent ، سيكون هناك إلكترون إضافي. يمكن للإلكترونات الإضافية التحرك بحرية وتحمل الشحنة السالبة. ن تعني سلبية.
N+: أشباه الموصلات من نوع N. N-: أشباه الموصلات من نوع N.
ما هو السيليكون من نوع P؟
يتم تصنيع السيليكون من النوع P بواسطة المنشطات السيليكون النقي مع عناصر ثلاثية التكافؤ (مثل B ، GA ، إلخ). تحل ذرات العناصر الثلاثية مثل البورون والغاليوم محل موضع ذرات السيليكون ، ولكن مقارنة بذرات السيليكون ، فإنها تفتقر إلى الإلكترون. يظهر ثقب في الموضع الذي يكون فيه الإلكترون مفقودًا. الثقب نفسه له شحنة إيجابية ويمكن أن يقبل الإلكترونات ، لذلك يطلق عليه السيليكون من النوع P. P يقف على إيجابية.
P+، مما يعني أشباه الموصلات من النوع P ذي الخدش مع تركيز عالي. P- ، مما يعني أشباه الموصلات من النوع P مع تركيز المنشطات المنخفض.
العناصر الخماسية الشائعة
عناصر Pentavalent هي عناصر VA Group في الجدول الدوري ، ممثلة بـ P و AS. يحتوي هذان العنصرين على 5 إلكترونات في الطبقة الخارجية ، 4 منها يمكن أن تشكل روابط تساهمية مع ذرات السيليكون ، والباقي هو إلكترون حر.
الفوسفور (P) هو عنصر غير معدني مع مجموعة متنوعة من الحواس ، الأكثر شيوعًا هو الفسفور الأبيض ، الفوسفور الأحمر والفوسفور الأسود. الزرنيخ (AS) هو عنصر معدني مع بريق معدني وخصائص كيميائية مماثلة للفوسفور ، ولكن مركبات الزرنيخ عمومًا أكثر استقرارًا. ثالث أكسيد الزرنيخ هو أكسيد الزرنيخ ، AS2O3.
عناصر ثلاثية التكافؤ المشتركة
العناصر الثلاثية هي عناصر المجموعة IIIA في الجدول الدوري ، ويمثلها Boron (B) و Gallium (GA). هذان العنصرين لهما 3 إلكترونات في الطبقة الخارجية.
- البورون (ب) هو عنصر صعب وهمج غير معدني ولون أسود أو بني. في الطبيعة ، فإنه موجود في الغالب في شكل أكاسيده أو بوراته ، وتشمل المواد الشائعة حمض البوريك ، البوراكس ، إلخ.
- غاليوم (GA) هو معدن ناعم مع نقطة انصهار منخفضة. تبلغ نقطة الانصهار حوالي 29.76 درجة ، ويستخدم GaAs على نطاق واسع كمواد أشباه الموصلات. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الغاليوم أيضًا في إنتاج الخلايا الشمسية ، المصابيح ، إلخ.
طرق المنشطات المشتركة
يوجد حاليًا طريقتان رئيسيتان ، وهما الانتشار وزرع أيون:
- انتشار
أولاً ، يتم تنظيف رقاقة أشباه الموصلات للتأكد من عدم وجود تلوث على سطحه. بعد ذلك ، يتم تسخين رقاقة السيليكون في درجة حرارة عالية (فرن الانتشار). يمكن أن تدخل ذرات Dopant في مادة أشباه الموصلات ، وبعد الانتشار ، يتم إجراء ما بعد المعالجة مثل الصلب لتحقيق الاستقرار في توزيع المنشطات.
- أيون زرع
يستخدم زراعة الأيونات الجهد العالي لتسريع المنشطات المؤينة إلى سرعات عالية جدًا ، ويتم تصوير الأيونات المتسارعة بدقة على سطح رقاقة السيليكون. نظرًا لأن الأيونات لديها طاقة حركية عالية ، فإنها ستخترق سطح رقاقة السيليكون وتدخل الداخلية.
