כולנו יודעים על סיליקון. עם זאת, הסיליקון המשמש בייצור שבבים הוא לעיתים יחיד - סיליקון קריסטל ולעיתים סיליקון פולי -קריסטלי. הביצועים של פולי -קריסטלין ויחיד - סיליקון קריסטל שונה באופן משמעותי. אז מהם היתרונות שלהם בהתאמה? מה היישומים שלהם? ואיך הם מיוצרים?
מהו קריסטל?
מהו קריסטל?
גביש הוא מוצק בו אטומים, יונים או מולקולות מסודרים בתבנית רגילה במרחב בהתאם לתקופתיות מסוימת, ויוצרים צורה גיאומטרית רגילה.
חומרים גבישיים נפוצים כוללים:
גבישים מתכתיים: כמו ברזל, נחושת, זהב וכסף.
גבישים יוניים: NaCl, CUSO4 וכו '.
גבישים דיאלקטריים: תחמוצת סיליקון, סיליקון ניטריד וכו ', שיכולים להיות גבישיים או אמורפיים.
גבישים מוליכים למחצה: כמו סיליקון וגרמניום.
מהם סיליקון גביש יחיד וסיליקון פוליקריסטלי?
גביש יחיד מתייחס לחומר בו האטומים, היונים או המולקולות מסודרים באופן אחיד מקצה לקצה, ושומרים על אותה אוריינטציה. לקריסטל כולו יש רק כיוון קריסטל אחד ואינו מכיל גבולות תבואה.
פוליקריסטל מתייחס לחומר המורכב מדגנים קטנים רבים (גבישים בודדים), לכל אחד מהם כיוון קריסטל ייחודי משלו. דגנים אלה נראים מכוונים באופן אקראי בסולם מקרוסקופי, אך האוריינטציה בתוך כל גרגר עקבית.
יחיד - סיליקון קריסטל יש רק כיוון קריסטל אחד, בדרך כלל<100>, <110>, או<111>ו לכיוון קריסטל שונה יש השפעות משתנות על תהליכים כמו תחריט, חמצון והשתלת יונים במהלך ייצור מוליכים למחצה, מה שהופך את האוריינטציה המתאימה לחיונית למיטוב ביצועי השבבים.
השוואה בין תכונות של סיליקון מונוקריסטלי וסיליקון פוליקריסטלי
תכונות חשמליות: סיליקון פולי -קריסטלי יש תכונות חשמליות מעט נחותות בהשוואה לסיליקון מונוקריסטלי, בעיקר כתוצאה ממרכזי פיזור נשאים שנוצרו בגבולות תבואה סיליקונית פוליקריסטלית. עם זאת, סיליקון מונוקריסטלי יש ניידות אלקטרונים גבוהה יותר בגלל היעדר גבולות התבואה וההמשכיות המבנית.
מראה: סיליקון מונוקריסטלי דומה למראה לאחר ליטוש. הסיבה לכך היא שכאשר האור מכה סיליקון מונוקריסטלי, הוא משקף אור באותו אופן וכיוון. לעומת זאת, כאשר אור מכה סיליקון פוליקריסטלי, כל גרגר קריסטל משקף אור בצורה שונה, וכתוצאה מכך למראה גרגירי.
יישומים של סיליקון מונוקריסטלי ופולי -קריסטלי בצ'יפס?
סיליקון מונוקריסטלי
1. פליקי סיליקון מונוקריסטליים, המשמשים כמצעים
2. חלק ממוצרי שבבים דורשים שכבות סיליקון דקות מונוקריסטליות
1. ב- MOSFETs, סיליקון פוליקריסטלי משמש לרוב כחומר השער. בשילוב עם שכבת הבידוד של תחמוצת הסיליקון, סיליקון פולי -קריסטלי הוא מרכיב המפתח השולט בזרימת הזרם בטרנזיסטורים.
2. ניתן להשתמש בו בתאים סולאריים ותצוגות גביש נוזלי.
3. כשכבה הקרבה. במהלך ייצור MEMS משתמשים בשכבת הקרבה ליצירת מבנה זמני המוסר מאוחר יותר לשחרור המבנה הקבוע.
כיצד מייצרים יחיד - סיליקון קריסטל וסיליקון פולי -קריסטלי?
אם משמשים כמצע,
יחיד - סיליקון קריסטל מיוצר בדרך כלל בשיטת CZ או FZ. שיטת CZ הוצגה בעבר:
מבוא לתהליך ה- CZ המלא לייצור סיליקון סינגל {}}} סיליקון קריסטל.
לעומת זאת, סיליקון פולי -קריסטלי משתמש בשיטות יציקת בלוקים, FBR ו- Siemens.
אם משתמשים בהיווצרות סרטים בשבב,
יחיד - סיליקון קריסטל דורש Epitaxy CVD, אפיטקסיה של קרן מולקולרית ושיטות אחרות. לעומת זאת ניתן לייצר סיליקון פולי -קריסטלי באמצעות CVD, PVD ושיטות אחרות.