Ποια είναι η διαφορά μεταξύ επιταξιακών και διάχυτων γκοφρετών

Τόσο οι επιταξιακές όσο και οι διάχυτες γκοφρέτες είναι βασικά υλικά στην κατασκευή ημιαγωγών, αλλά διαφέρουν σημαντικά στις διαδικασίες κατασκευής τους και στις εφαρμογές-στόχους. Αυτό το άρθρο εμβαθύνει στις βασικές διακρίσεις μεταξύ αυτών των τύπων γκοφρέτας.

1. Διαδικασία κατασκευής:

Επιταξιακές γκοφρέτεςκατασκευάζονται με την ανάπτυξη ενός ή περισσότερων στρωμάτων ημιαγωγού υλικού σε ένα μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα πυριτίου. Αυτή η διαδικασία ανάπτυξης τυπικά χρησιμοποιεί τεχνικές χημικής εναπόθεσης ατμού (CVD) ή μοριακής επιταξίας δέσμης (MBE). Το επιταξιακό στρώμα μπορεί να προσαρμοστεί με συγκεκριμένους τύπους ντόπινγκ και συγκεντρώσεις για να επιτευχθούν οι επιθυμητές ηλεκτρικές ιδιότητες.

Οι διάχυτες γκοφρέτες, από την άλλη πλευρά, κατασκευάζονται με την εισαγωγή προσμίξεων ατόμων στο υπόστρωμα πυριτίου μέσω μιας διαδικασίας διάχυσης. Αυτή η διαδικασία τυπικά συμβαίνει σε υψηλές θερμοκρασίες, επιτρέποντας στα πρόσμικτα να διαχέονται στο πλέγμα πυριτίου. Η συγκέντρωση ρύπανσης και το προφίλ βάθους σε διάχυτες γκοφρέτες ελέγχονται με προσαρμογή του χρόνου και της θερμοκρασίας διάχυσης.

2. Εφαρμογές:

Επιταξιακές γκοφρέτεςχρησιμοποιούνται κυρίως σε συσκευές ημιαγωγών υψηλής απόδοσης όπως τρανζίστορ υψηλής συχνότητας, οπτοηλεκτρονικές συσκευές και ολοκληρωμένα κυκλώματα. Οεπιταξιακό στρώμαπροσφέρει ανώτερα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, όπως υψηλότερη κινητικότητα φορέα και χαμηλότερη πυκνότητα ελαττώματος, ζωτικής σημασίας για αυτές τις εφαρμογές.

Οι διάχυτες γκοφρέτες χρησιμοποιούνται κυρίως σε συσκευές ημιαγωγών χαμηλής κατανάλωσης, οικονομικά αποδοτικές, όπως τα MOSFET χαμηλής τάσης και τα ολοκληρωμένα κυκλώματα CMOS. Η απλούστερη και λιγότερο δαπανηρή διαδικασία κατασκευής της διάχυσης το καθιστά κατάλληλο για αυτές τις εφαρμογές.

3. Διαφορές απόδοσης:

Επιταξιακές γκοφρέτεςγενικά παρουσιάζουν ανώτερες ηλεκτρικές ιδιότητες σε σύγκριση με τις διάχυτες γκοφρέτες, συμπεριλαμβανομένης της υψηλότερης κινητικότητας του φορέα, της χαμηλότερης πυκνότητας ελαττώματος και της ενισχυμένης θερμικής σταθερότητας. Αυτά τα πλεονεκτήματα τα καθιστούν ιδανικά για εφαρμογές υψηλής απόδοσης.

Ενώ οι διάχυτες γκοφρέτες μπορεί να έχουν ελαφρώς κατώτερες ηλεκτρικές ιδιότητες σε σύγκριση με τις επιταξιακές αντίστοιχές τους, η απόδοσή τους επαρκεί για πολλές εφαρμογές. Επιπλέον, το χαμηλότερο κόστος κατασκευής τους καθιστά ανταγωνιστική επιλογή για εφαρμογές χαμηλής κατανάλωσης και ευαίσθητες στο κόστος.

4. Κόστος κατασκευής:

Η κατασκευή τουεπιταξιακές γκοφρέτεςείναι σχετικά πολύπλοκο, που απαιτεί εξελιγμένο εξοπλισμό και προηγμένες τεχνολογίες. Κατά συνέπεια,επιταξιακές γκοφρέτεςείναι εγγενώς πιο ακριβά στην παραγωγή.

Οι διάχυτες γκοφρέτες, αντίθετα, περιλαμβάνουν μια απλούστερη διαδικασία κατασκευής που χρησιμοποιεί άμεσα διαθέσιμο εξοπλισμό και τεχνολογίες, με αποτέλεσμα χαμηλότερο κόστος κατασκευής.

5. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις:

Η διαδικασία παραγωγής τουεπιταξιακές γκοφρέτεςμπορεί να δημιουργήσει περισσότερα απόβλητα και ρύπους λόγω της χρήσης επικίνδυνων χημικών ουσιών και της επεξεργασίας σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η κατασκευή διάχυτης γκοφρέτας, συγκριτικά, έχει μικρότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο, καθώς μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας χαμηλότερες θερμοκρασίες και λιγότερα χημικά.

Σύναψη:

Επιταξιακόςκαι οι διάχυτες γκοφρέτες έχουν διακριτά χαρακτηριστικά όσον αφορά τη διαδικασία κατασκευής, τους τομείς εφαρμογής, την απόδοση, το κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Η επιλογή μεταξύ αυτών των δύο τύπων πλακιδίων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής και τους περιορισμούς προϋπολογισμού.