تفاوت بین ویفرهای اپیتاکسیال و پراکنده چیست؟

هر دو ویفر اپیتاکسیال و پراکنده مواد ضروری در تولید نیمه هادی هستند، اما آنها در فرآیندهای ساخت و کاربردهای هدف تفاوت قابل توجهی دارند. این مقاله به تمایزات کلیدی بین این انواع ویفر می پردازد.

1. فرآیند ساخت:

ویفر اپیتاکسیالبا رشد یک یا چند لایه از مواد نیمه هادی بر روی یک بستر سیلیکونی تک کریستالی تولید می شوند. این فرآیند رشد معمولاً از روش‌های رسوب شیمیایی بخار (CVD) یا اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) استفاده می‌کند. لایه اپیتاکسیال را می توان با انواع دوپینگ و غلظت های خاص برای دستیابی به خواص الکتریکی مطلوب تنظیم کرد.

از سوی دیگر، ویفرهای منتشر شده با وارد کردن اتم‌های ناخالص به بستر سیلیکون از طریق فرآیند انتشار ساخته می‌شوند. این فرآیند معمولاً در دماهای بالا رخ می دهد و به مواد ناخالص اجازه می دهد تا در شبکه سیلیکونی پخش شوند. غلظت ناخالص و مشخصات عمق در ویفرهای پخش شده با تنظیم زمان انتشار و دما کنترل می شود.

2. برنامه های کاربردی:

ویفر اپیتاکسیالعمدتاً در دستگاه های نیمه هادی با کارایی بالا مانند ترانزیستورهای فرکانس بالا، دستگاه های الکترونیک نوری و مدارهای مجتمع استفاده می شوند. رالایه اپیتاکسیالویژگی های الکتریکی برتر مانند تحرک حامل بالاتر و تراکم نقص کمتر را ارائه می دهد که برای این کاربردها بسیار مهم است.

ویفرهای پراکنده عمدتاً در دستگاه های نیمه هادی کم مصرف و مقرون به صرفه مانند ماسفت های ولتاژ پایین و مدارهای مجتمع CMOS استفاده می شوند. فرآیند ساخت ساده تر و کم هزینه تر انتشار، آن را برای این کاربردها مناسب می کند.

3. تفاوت عملکرد:

ویفر اپیتاکسیالبه طور کلی خواص الکتریکی برتری را در مقایسه با ویفرهای منتشر نشان می دهند، از جمله تحرک حامل بالاتر، تراکم نقص کمتر و پایداری حرارتی افزایش یافته. این مزایا آنها را برای کاربردهای با کارایی بالا ایده آل می کند.

در حالی که ویفرهای پراکنده ممکن است خواص الکتریکی کمی در مقایسه با همتایان همپای خود داشته باشند، عملکرد آنها برای بسیاری از کاربردها کافی است. علاوه بر این، هزینه ساخت کمتر آنها را به یک انتخاب رقابتی برای کاربردهای کم مصرف و حساس به هزینه تبدیل می کند.

4. هزینه ساخت:

ساختنویفرهای اپیتاکسیالنسبتاً پیچیده است و به تجهیزات پیچیده و فناوری های پیشرفته نیاز دارد. در نتیجه،ویفرهای اپیتاکسیالتولید آنها ذاتاً گرانتر است.

برعکس، ویفرهای پراکنده شامل یک فرآیند ساخت ساده‌تر است که از تجهیزات و فناوری‌های در دسترس استفاده می‌کند و در نتیجه هزینه ساخت کمتری به همراه دارد.

5. اثرات زیست محیطی:

فرآیند تولید ازویفرهای اپیتاکسیالمی تواند به طور بالقوه به دلیل استفاده از مواد شیمیایی خطرناک و پردازش در دمای بالا، زباله و آلاینده های بیشتری تولید کند.

تولید ویفر پراکنده در مقایسه با اثرات زیست محیطی کمتری دارد زیرا با استفاده از دماهای پایین تر و مواد شیمیایی کمتر می توان به آن دست یافت.

نتیجه گیری:

اپیتاکسیالو ویفرهای پراکنده دارای ویژگی های متمایزی از نظر فرآیند ساخت، مناطق کاربرد، عملکرد، هزینه و اثرات زیست محیطی هستند. انتخاب بین این دو نوع ویفر به شدت به نیازهای کاربردی خاص و محدودیت های بودجه بستگی دارد.