Мы все знаем о кремнии. Тем не менее, кремний, используемый в производстве чипов, иногда один - кристаллический кремний, а иногда и полицисталлический кремний. Производительность поликристаллического и одиночного - кристаллического кремния значительно отличается. Итак, каковы их соответствующие преимущества? Каковы их приложения? И как они производятся?
Что такое кристалл?
Что такое кристалл?
Кристалл - это твердое вещество, в котором атомы, ионы или молекулы расположены в пространственно регулярной паттерне в соответствии с определенной периодичностью, образуя регулярную геометрическую форму.
Общие кристаллические материалы включают:
Металлические кристаллы: такие как железо, медь, золото и серебро.
Ионные кристаллы: NaCl, CUSO4 и т. Д.
Диэлектрические кристаллы: оксид кремния, нитрид кремния и т. Д., Которые могут быть кристаллическими или аморфными.
Кристаллы полупроводника: такие как кремний и германия.
Что такое монокристаллический кремний и поликристаллический кремний?
Монокристалл относится к материалу, в котором атомы, ионы или молекулы расположены равномерно от одного конца к другому, сохраняя ту же ориентацию. Весь кристалл имеет только одну кристаллическую ориентацию и не содержит границ зерна.
Поликристал относится к материалу, состоящему из множества небольших зерен (монокристаллов), каждый со своей уникальной ориентацией кристаллов. Эти зерна кажутся случайно ориентированными в макроскопическом масштабе, но ориентация в каждом зерне является последовательной.
Single - Кристаллический кремний имеет только одну ориентацию кристаллов, обычно<100>, <110>, или<111>Полем Различные ориентации кристаллов оказывают различное влияние на такие процессы, как травление, окисление и ионная имплантация во время полупроводникового производства, что делает соответствующую ориентацию решающей для оптимизации производительности чипа.
Сравнение свойств монокристаллического кремния и поликристаллического кремния
Электрические свойства: поликристаллический кремний обладает слегка нижними электрическими свойствами по сравнению с монокристаллическим кремнием, в первую очередь из -за центров рассеяния носителей, образованными на границах поликристаллического кремния. Однако монокристаллический кремний обладает более высокой подвижностью электронов из -за отсутствия границ зерен и конструктивной непрерывности.
Внешний вид: монокристаллический кремний напоминает зеркало после полировки. Это связано с тем, что, когда свет ударяется в монокристаллический кремний, он отражает свет таким же образом и направлением. Напротив, когда свет наносит удар по поликристаллическому кремнию, каждое кристаллическое зерно отражает свет по -разному, что приводит к детальному внешнему виду.
Применение монокристаллического и поликристаллического кремния в чипах?
Монокристаллический кремний
1. Монокристаллические кремниевые пластины, используемые в качестве субстратов
2. Некоторые продукты для чипов требуют тонких монокристаллических кремниевых слоев
1. В MOSFET поликристаллический кремний часто используется в качестве материала затвора. В сочетании с изоляционным слоем кремния поликристаллический кремний является ключевым компонентом, который контролирует поток тока в транзисторах.
2. его можно использовать в солнечных элементах и жидкокристаллическом дисплеях.
3. Как жертвенный слой. Во время производства MEMS пожертвованный слой используется для создания временной структуры, которая позже удаляется, чтобы высвободить постоянную структуру.
Как образуются сингл- кристаллический кремний и поликристаллический кремний?
При использовании в качестве субстрата,
Single - Кристаллический кремний обычно производится с использованием метода CZ или FZ. Метод CZ был ранее введен:
Введение в полный процесс CZ для создания одиночного - кристаллического кремния.
Поликристаллический кремний, с другой стороны, использует методы литья блоков, FBR и Siemens.
Если формация пленки используется в чипе,
Single - Crystal Silicon требует эпитаксии CVD, эпитаксии молекулярного луча и других методов. Поликристаллический кремний, с другой стороны, может быть получен с использованием сердечно -сосудистых, PVD и других методов.