Wir alle wissen über Silizium. Das in der Chipherstellung verwendete Silizium ist jedoch manchmal einzeln - Crystal Silicon und manchmal polykristallines Silizium. Die Leistung von polykristallinem und einzelnem - Kristallsilicon unterscheidet sich signifikant. Also, was sind ihre jeweiligen Vorteile? Was sind ihre Anwendungen? Und wie werden sie produziert?
Was ist ein Kristall?
Was ist ein Kristall?
Ein Kristall ist ein Feststoff, bei dem Atome, Ionen oder Moleküle in einem räumlich regulären Muster entsprechend einer bestimmten Periodizität angeordnet sind und eine regelmäßige geometrische Form bilden.
Gemeinsame kristalline Materialien umfassen:
Metallische Kristalle: Eisen, Kupfer, Gold und Silber.
Ionische Kristalle: NaCl, Cuso4 usw.
Dielektrikumkristalle: Siliziumoxid, Siliziumnitrid usw., die kristallin oder amorph sein können.
Halbleiterkristalle: Silizium und Germanium.
Was sind Einzelkristall -Silizium und polykristallines Silizium?
Ein einzelner Kristall bezieht sich auf ein Material, in dem die Atome, Ionen oder Moleküle gleichmäßig von einem Ende zum anderen angeordnet sind und die gleiche Ausrichtung aufrechterhalten. Der gesamte Kristall hat nur eine Kristallorientierung und enthält keine Korngrenzen.
Ein Polykristall bezieht sich auf ein Material, das aus vielen kleinen Körnern (einzelne Kristalle) besteht, jeweils eine eigene Kristallausrichtung. Diese Körner erscheinen zufällig auf einer makroskopischen Skala, aber die Ausrichtung in jedem Korn ist konsistent.
Einzelner - Kristallsilizian hat nur eine Kristallorientierung, typischerweise<100>, <110>, oder<111>. Unterschiedliche Kristallorientierungen haben unterschiedliche Auswirkungen auf Prozesse wie Radierung, Oxidation und Ionenimplantation bei der Herstellung von Halbleiter, wodurch die geeignete Orientierung für die Optimierung der Chipleistung von entscheidender Bedeutung ist.
Vergleich der Eigenschaften von monokristallinem Silizium und polykristallinem Silizium
Elektrische Eigenschaften: Polykristallines Silizium hat im Vergleich zu monokristallinem Silizium leicht minderwertige elektrische Eigenschaften, hauptsächlich aufgrund von Trägerstreuungszentren, die an polykristallinen Siliziumkorngrenzen gebildet werden. Das monokristalline Silizium weist jedoch aufgrund des Mangels an Korngrenzen und der strukturellen Kontinuität eine höhere Elektronenmobilität auf.
Aussehen: Das monokristalline Silizium ähnelt nach dem Polieren einem Spiegel. Dies liegt daran, dass wenn Licht ein monokristallines Silizium schlägt, das Licht auf die gleiche Weise und Richtung reflektiert. Im Gegensatz dazu reflektiert jedes Kristallkorn, wenn Licht auf polykristallines Silizium schlägt, das Licht unterschiedlich, was zu einem körnigen Erscheinungsbild führt.
Anwendungen von monokristallinen und polykristallinen Silizium in Chips?
Monokristallines Silizium
1. monokristalline Siliziumwafer, die als Substrate verwendet werden
2. Einige Chipprodukte erfordern dünne monokristalline Siliziumschichten
1. In MOSFETs wird polykristallines Silizium häufig als Gatematerial verwendet. In Kombination mit der Siliziumoxid -Isolierschicht ist polykristallines Silizium die Schlüsselkomponente, die den Stromfluss bei Transistoren steuert.
2. Es kann in Solarzellen und flüssigen Kristallanzeigen verwendet werden.
3. als Opferschicht. Während der MEMS -Herstellung wird eine Opferschicht verwendet, um eine temporäre Struktur zu erzeugen, die später entfernt wird, um die dauerhafte Struktur freizusetzen.
Wie werden einzelne - Kristall Silizium und polykristallines Silizium erzeugt?
Wenn als Substrat verwendet,
Ein einzelnes - Kristall Silizium wird im Allgemeinen unter Verwendung der CZ- oder FZ -Methode erzeugt. Die CZ -Methode wurde zuvor eingeführt:
Einführung in den vollständigen CZ -Prozess zur Erzeugung einzelner - Crystal Silicon.
Polykristallines Silizium hingegen verwendet Blockguss-, FBR- und Siemens -Methoden.
Wenn die Filmbildung in einem Chip verwendet wird,
Single - Crystal Silicon erfordert CVD -Epitaxie, Molekularstrahl -Epitaxie und andere Methoden. Polykristallines Silizium hingegen kann mit CVD, PVD und anderen Methoden hergestellt werden.
