Todos nós sabemos sobre silício. No entanto, o silício usado na fabricação de chips às vezes é único - silício de cristal e às vezes silício policristalino. O desempenho de policristalino e único - Crystal Silicon difere significativamente. Então, quais são suas respectivas vantagens? Quais são seus aplicativos? E como eles são produzidos?
O que é um cristal?
O que é um cristal?
Um cristal é um sólido no qual átomos, íons ou moléculas são dispostos em um padrão espacialmente regular, de acordo com uma certa periodicidade, formando uma forma geométrica regular.
Os materiais cristalinos comuns incluem:
Cristais metálicos: como ferro, cobre, ouro e prata.
Cristais iônicos: NACL, CUSO4, etc.
Cristais dielétricos: óxido de silício, nitreto de silício, etc., que podem ser cristalinos ou amorfos.
Cristais de semicondutores: como silício e germânio.
O que são silício de cristal único e silício policristalino?
Um único cristal refere -se a um material no qual os átomos, íons ou moléculas são dispostos uniformemente de uma extremidade para a outra, mantendo a mesma orientação. Todo o cristal tem apenas uma orientação de cristal e não contém limites de grãos.
Um policristal refere -se a um material composto por muitos grãos pequenos (cristais únicos), cada um com sua própria orientação de cristal. Esses grãos parecem orientados aleatoriamente em uma escala macroscópica, mas a orientação dentro de cada grão é consistente.
Único - Crystal Silicon tem apenas uma orientação de cristal, normalmente<100>, <110>, ou<111>. Diferentes orientações cristalinas têm efeitos variados em processos como gravura, oxidação e implante de íons durante a fabricação de semicondutores, tornando a orientação apropriada crucial para otimizar o desempenho do chip.
Comparação de propriedades de silício monocristalino e silício policristalino
Propriedades elétricas: O silício policristalino possui propriedades elétricas ligeiramente inferiores em comparação com o silício monocristalino, principalmente devido a centros de espalhamento portadores formados nos limites dos grãos de silício policristalino. O silício monocristalino, no entanto, possui maior mobilidade de elétrons devido à falta de limites de grãos e continuidade estrutural.
Aparência: O silício monocristalino se assemelha a um espelho após o polimento. Isso ocorre porque quando a luz atinge o silício monocristalino, reflete a luz da mesma maneira e direção. Por outro lado, quando a luz atinge o silício policristalino, cada grão de cristal reflete a luz de maneira diferente, resultando em uma aparência granular.
Aplicações de silício monocristalino e policristalino em chips?
Silício monocristalino
1. As bolas de silício monocristalinas, usadas como substratos
2. Alguns produtos de chip requerem camadas de silício monocristalinas finas
1. Em MOSFETS, o silício policristalino é frequentemente usado como material da porta. Combinado com a camada isolante de óxido de silício, o silício policristalino é o componente chave que controla o fluxo de corrente nos transistores.
2. Pode ser usado em células solares e telas de cristal líquido.
3. Como uma camada de sacrifício. Durante a fabricação do MEMS, uma camada de sacrifício é usada para criar uma estrutura temporária que seja posteriormente removida para liberar a estrutura permanente.
Como são produzidos -} Crystal Silicon e policristalina silício?
Se usado como substrato,
-}- O silício de cristal é geralmente produzido usando o método CZ ou FZ. O método CZ foi introduzido anteriormente:
Introdução ao processo CZ completo para produzir -} Silício de cristal.
O silício policristalino, por outro lado, usa métodos de fundição de blocos, FBR e Siemens.
Se a formação do filme for usada em um chip,
-}} Crystal Silicon requer epitaxia de CVD, epitaxia de feixe molecular e outros métodos. O silício policristalino, por outro lado, pode ser produzido usando CVD, PVD e outros métodos.
