Svi znamo za Silicijum. Međutim, silicijum koji se koristi u proizvodnji čipa ponekad je samohrani - kristalni silikon, a ponekad polikvalisnog silikona. Izvođenje polikristalnog i samohrani - kristalni silikon značajno se razlikuje. Dakle, koje su njihove prednosti? Koje su njihove aplikacije? I kako se proizvode?
Šta je kristal?
Šta je kristal?
Kristal je čvrst u kojem se atomi, joni ili molekuli raspoređuju u prostornoj redovnom obrascu prema određenoj periodici, formirajući redovan geometrijski oblik.
Uobičajeni kristalni materijali uključuju:
Metalni kristali: poput željeza, bakra, zlata i srebra.
Jonički kristali: NaCl, CUSO4, itd.
Dielektrični kristali: silikonski oksid, silikonski nitrid itd., Koji mogu biti kristalni ili amorfni.
Poluvodički kristali: poput silikona i germanijuma.
Koji su jednokristalni silikon i polikristalni silicijum?
Jedan kristal odnosi se na materijal u kojem su atomi, joni ili molekuli raspoređeni ravnomjerno s jednog na drugi kraj, održavajući istu orijentaciju. Čitav kristal ima samo jednu kristalnu orijentaciju i ne sadrži granice žitarica.
Polikristal se odnosi na materijal sastavljen od mnogih malih žitarica (pojedinačnih kristala), svaki sa vlastitim jedinstvenom kristalnom orijentacijom. Ova zrna se nasumično orijentiraju na makroskopsku vagu, ali orijentacija unutar svakog zrna je dosljedna.
Single - Kristalni silikon ima samo jednu kristalnu orijentaciju, obično<100>, <110>, ili<111>. Različite kristalne orijentacije imaju različite efekte na procese kao što su eting, oksidacija i jonska implantacija tijekom proizvodnje poluvodiča, čineći odgovarajuću orijentaciju ključnu za optimizaciju performansi čipa.
Poređenje svojstava monokristalnog silikona i polikristalnog silikona
Električna svojstva: Polikristalni silicijum ima blago inferiorne električne svojstva u odnosu na monokristalni silikon, prvenstveno zbog centara za rasipanje nosača formiranih u granicama od polikristalnih silikonskih zrna. Monokristalni silicijum, međutim, ima veću pokretljivost elektrona zbog nedostatka granica zrna i strukturnog kontinuiteta.
Izgled: Monokristalni silikon podseća na ogledalo nakon poliranja. To je zato što kada svjetlost udara monokristalni silikon, on odražava svjetlost na isti način i smjer. Suprotno tome, kada lagana udara polikristalni silicijum, svaka kristalno zrno razlikuje različito, što rezultira granularnim izgledom.
Primjene monokristalnog i polikristalnog silikona u čipsu?
Monokristalni silicijum
1. Monokristalni silikonski remen, koji se koriste kao supstrati
2. Neki proizvodi čip zahtijevaju tanke monokristalne silikonske slojeve
1. U MOSFETS-u je polikristalni silikon često koristi kao materijal kapije. U kombinaciji sa izolacijskim slojem silikonskih oksida, polikristalni silicijum je ključna komponenta koja kontrolira protok struje u tranzistorima.
2. Može se koristiti u solarnim ćelijama i tečnim kristalnim zaslonima.
3. Kao žrtveni sloj. Tokom proizvodnje MEMS-a, žrtveni sloj koristi se za stvaranje privremene strukture koja se kasnije uklanja za oslobađanje stalne strukture.
Kako proizvedeni samo jedan - kristalni silikon i polikristalni silikon?
Ako se koristi kao supstrat,
Single - Kristalni silikon se uglavnom proizvodi pomoću CZ ili FZ metode. Metoda CZ je prethodno uvedena:
Uvod u kompletan proces CZ za proizvodnju samce - kristalnog silikona.
Polikristalni silikon, s druge strane, koristi blok lijevanje, FBR i Siemens metode.
Ako se formiranje filma koristi u čipu,
Single - Kristalni silikon zahtijeva šiktaxy, epitaksiju molekularnog snopa i druge metode. Polikristalni silikon, s druge strane, može se proizvesti pomoću CVD-a, PVD i drugih metoda.