Sappiamo tutti del silicio. Tuttavia, il silicio utilizzato nella produzione di chip è talvolta silicio cristallino - e talvolta silicio policristallino. L'esibizione del silicio cristallino policristallino e singolo - differisce in modo significativo. Allora, quali sono i loro rispettivi vantaggi? Quali sono le loro applicazioni? E come vengono prodotti?
Cos'è un cristallo?
Cos'è un cristallo?
Un cristallo è un solido in cui atomi, ioni o molecole sono disposti in uno schema spazialmente regolare in base a una certa periodicità, formando una forma geometrica regolare.
I materiali cristallini comuni includono:
Cristalli metallici: come ferro, rame, oro e argento.
Cristalli ionici: NaCl, Cuso4, ecc.
Cristalli dielettrici: ossido di silicio, nitruro di silicio, ecc., Che possono essere cristallini o amorfi.
Cristalli di semiconduttore: come silicio e germanio.
Cosa sono il silicio a cristallo singolo e il silicio policristallino?
Un singolo cristallo si riferisce a un materiale in cui gli atomi, gli ioni o le molecole sono disposti uniformemente da un'estremità all'altra, mantenendo lo stesso orientamento. L'intero cristallo ha un solo orientamento al cristallo e non contiene confini del grano.
Un policristallo si riferisce a un materiale composto da molti piccoli grani (singoli cristalli), ciascuno con il suo unico orientamento cristallino. Questi grani appaiono in modo casuale su una scala macroscopica, ma l'orientamento all'interno di ciascun grano è coerente.
Singolo - Il silicio cristallino ha un solo orientamento cristallino, in genere<100>, <110>, O<111>. Diversi orientamenti di cristallo hanno effetti variabili su processi come l'attacco, l'ossidazione e l'impianto di ioni durante la produzione di semiconduttori, rendendo l'orientamento appropriato cruciale per l'ottimizzazione delle prestazioni dei chip.
Confronto delle proprietà del silicio monocristallino e del silicio policristallino
Proprietà elettriche: il silicio policristallino ha proprietà elettriche leggermente inferiori rispetto al silicio monocristallino, principalmente a causa di centri di scattering portante formati a confini policristallini del grano al silicio. Il silicio monocristallino, tuttavia, ha una maggiore mobilità elettronica a causa della sua mancanza di confini del grano e continuità strutturale.
Aspetto: il silicio monocristallino ricorda uno specchio dopo la lucidatura. Questo perché quando la luce colpisce il silicio monocristallino, riflette la luce nello stesso modo e direzione. Al contrario, quando la luce colpisce il silicio policristallino, ogni grano di cristallo riflette la luce in modo diverso, con conseguente aspetto granulare.
Applicazioni di silicio monocristallino e policristallino nelle patatine?
Silicio monocristallino
1. Wafer di silicio monocristallino, usati come substrati
2. Alcuni prodotti a pale richiedono sottili strati di silicio monocristallino
1. Nei MOSFET, il silicio policristallino viene spesso usato come materiale del cancello. Combinato con lo strato isolante dell'ossido di silicio, il silicio policristallino è il componente chiave che controlla il flusso di corrente nei transistor.
2. Può essere utilizzato in celle solari e display di cristalli liquidi.
3. Come uno strato sacrificale. Durante la produzione MEMS, uno strato sacrificale viene utilizzato per creare una struttura temporanea che viene successivamente rimossa per rilasciare la struttura permanente.
Come sono prodotti singoli - silicio cristallino e silicio policristallino?
Se usato come substrato,
Single - silicio cristallino viene generalmente prodotto usando il metodo CZ o FZ. Il metodo CZ è stato precedentemente introdotto:
Introduzione al processo CZ completo per la produzione di singolo silicio cristallino -.
Il silicio policristallino, d'altra parte, utilizza metodi di fusione a blocchi, FBR e Siemens.
Se la formazione di film viene utilizzata in un chip,
Single - Il silicio cristallino richiede epitassia CVD, epitassia del fascio molecolare e altri metodi. Il silicio policristallino, d'altra parte, può essere prodotto utilizzando CVD, PVD e altri metodi.