为什么MOS管常用(100)晶向的晶圆，BJT常用(111)晶向的晶圆？

问题来源于半导体物理课程的第一章作业

为什么MOS管常用(100)晶向的晶圆来制作器件？

• MOSFET的工作电流为表面多子的漂移电流，其大小与载流子的表面迁移率(mobility)有关，其中(100)晶向的界面态密度最低，表面迁移率最高，可以使MOSFET有较高的工作电流。

• (100)晶向的较低的界面态和悬挂键可以减小MOSFET的阈值电压$V_{TH}$。

• (100)晶向的缺陷密度最低，可以减小$V_{TH}$的漂移。

• (100)晶向粒子扩散速度慢，有利于MOSFET较小氧化层厚度的生长。

为什么BJT管常用(111)晶向的晶圆来制作器件？

• BJT的工作电流是少子体扩散电流，与表面迁移率关系较小。

• (111)晶向的原子最多(原子面密度最大)，可以增大场阈电压，为BJT提供较好的纵向载流子迁移率。

• (111)晶向的缺陷密度高，适合用来提高BJT中的寄生PMOS管的$V_{TH}$。

• 利用(111)晶向可以更精确的控制基区宽度。

• (111)晶向的粒子扩散速度快，考虑到BJT中的高掺杂特性，扩散速度快可以减少BJT的制作时间。