Vi ved alle om silicium. Imidlertid er det silicium, der bruges i chipfremstilling, undertiden enkelt - krystalsilicium og undertiden polykrystallinsk silicium. Udførelsen af polykrystallinsk og enkelt - krystalsilicium adskiller sig markant. Så hvad er deres respektive fordele? Hvad er deres applikationer? Og hvordan produceres de?
Hvad er en krystal?
Hvad er en krystal?
En krystal er et fast stof, hvor atomer, ioner eller molekyler er arrangeret i et rumligt regelmæssigt mønster i henhold til en bestemt periodicitet, der danner en regelmæssig geometrisk form.
Almindelige krystallinske materialer inkluderer:
Metalliske krystaller: såsom jern, kobber, guld og sølv.
Ioniske krystaller: NaCl, CUSO4 osv.
Dielektriske krystaller: siliciumoxid, siliciumnitrid osv., Som kan være krystallinsk eller amorf.
Halvlederkrystaller: såsom silicium og germanium.
Hvad er enkeltkrystallsilicium og polykrystallinsk silicium?
En enkelt krystal henviser til et materiale, hvor atomer, ioner eller molekyler er arrangeret ensartet fra den ene ende til den anden og opretholder den samme orientering. Hele krystallen har kun en krystalorientering og indeholder ingen korngrænser.
En polykrystall henviser til et materiale sammensat af mange små korn (enkeltkrystaller), hver med sin egen unikke krystalorientering. Disse korn vises tilfældigt orienteret på en makroskopisk skala, men orienteringen inden for hvert korn er konsistent.
Enkelt - krystalsilicium har kun en krystalorientering, typisk<100>, <110>, eller<111>. Forskellige krystalorienteringer har forskellige effekter på processer, såsom ætsning, oxidation og ionimplantation under fremstilling af halvleder, hvilket gør den passende orientering afgørende for at optimere chippræstation.
Sammenligning af egenskaber ved monokrystallinsk silicium og polykrystallinsk silicium
Elektriske egenskaber: Polykrystallinsk silicium har lidt dårligere elektriske egenskaber sammenlignet med monokrystallinsk silicium, primært på grund af bærerspredningscentre dannet ved polykrystallinske siliciumkorngrænser. Monokrystallinsk silicium har imidlertid højere elektronmobilitet på grund af dens mangel på korngrænser og strukturel kontinuitet.
Udseende: Monokrystallinsk silicium ligner et spejl efter polering. Dette skyldes, at når lys rammer monokrystallinsk silicium, afspejler det lys på samme måde og retning. I modsætning hertil, når lys rammer polykrystallinsk silicium, reflekterer hvert krystalkorn let forskelligt, hvilket resulterer i et granulært udseende.
Anvendelser af monokrystallinsk og polykrystallinsk silicium i chips?
Monokrystallinsk silicium
1. monokrystallinske siliciumskiver, der bruges som underlag
2. nogle chipprodukter kræver tynde monokrystallinske siliciumlag
1. I MOSFET'er bruges polykrystallinsk silicium ofte som portmateriale. Kombineret med siliciumoxidisolerende lag er polykrystallinsk silicium den nøglekomponent, der styrer strømmen af strøm i transistorer.
2. Det kan bruges i solceller og flydende krystalskærme.
3. som et offerlag. Under MEMS -fremstilling bruges et offerlag til at skabe en midlertidig struktur, der senere fjernes for at frigive den permanente struktur.
Hvordan produceres enkelt - krystalsilicium og polykrystallinsk silicium?
Hvis det bruges som underlag,
enkelt - krystalsilicium produceres generelt ved hjælp af CZ- eller FZ -metoden. CZ -metoden er tidligere blevet introduceret:
Introduktion til den komplette CZ -proces til produktion af enkelt - krystalsilicium.
Polykrystallinsk silicium bruger på den anden side blokstøbning, FBR og Siemens -metoder.
Hvis filmdannelse bruges i en chip,
enkelt - krystalsilicium kræver CVD -epitaxy, molekylærbjælkepitaxy og andre metoder. Polykrystallinsk silicium kan på den anden side produceres ved hjælp af CVD, PVD og andre metoder.
