Všetci vieme o kremíku. Kremík používaný pri výrobe čipov je však niekedy jediný - kryštalický kremík a niekedy polykryštalický kremík. Výkon polykryštalického a jednotlivého - kryštálového kremíka sa výrazne líši. Aké sú ich príslušné výhody? Aké sú ich aplikácie? A ako sa vyrábajú?
Čo je kryštál?
Čo je kryštál?
Kryštál je tuhá látka, v ktorej sú atómy, ióny alebo molekuly usporiadané v priestorovo pravidelnom vzore podľa určitej periodicity, čím tvoria pravidelný geometrický tvar.
Bežné kryštalické materiály zahŕňajú:
Kovové kryštály: napríklad železo, meď, zlato a striebro.
Iónové kryštály: NaCl, cuso4 atď.
Dilektrické kryštály: oxid kremíka, nitrid kremíka atď., Ktoré môžu byť kryštalické alebo amorfné.
Kryštály polovodičov: napríklad kremík a germánium.
Čo sú jednovrokryštálový kremík a polykryštalický kremík?
Jeden kryštál sa týka materiálu, v ktorom sú atómy, ióny alebo molekuly usporiadané rovnomerne z jedného konca na druhý, čo udržiava rovnakú orientáciu. Celý kryštál má iba jednu kryštálovú orientáciu a neobsahuje žiadne hranice zŕn.
Polykryštál sa vzťahuje na materiál zložený z mnohých malých zŕn (jednokryštály), z ktorých každý má vlastnú jedinečnú orientáciu kryštálov. Tieto zrná sa javia ako náhodne orientované na makroskopickom meradle, ale orientácia v každom zrne je konzistentná.
Single - Crystal Silikon má zvyčajne iba jednu kryštálovú orientáciu, zvyčajne<100>, <110>alebo<111>. Rôzne kryštálové orientácie majú rôzne účinky na procesy, ako je leptanie, oxidácia a implantácia iónov počas výroby polovodičov, čo robí vhodnú orientáciu rozhodujúcu pre optimalizáciu výkonu ChIP.
Porovnanie vlastností monokryštalického kremíka a polykryštalického kremíka
Elektrické vlastnosti: polykryštalický kremík má mierne dolné elektrické vlastnosti v porovnaní s monokryštalickým kremíkom, predovšetkým v dôsledku rozptylových centier nosiča tvorených na hraniciach polykryštalického kremíka. Monokryštalický kremík má však vyššiu mobilitu elektrónov v dôsledku nedostatku hraníc zŕn a štrukturálnej kontinuity.
Vzhľad: monokryštalický kremík pripomína zrkadlo po leštení. Je to preto, že keď svetlo zasiahne monokryštalický kremík, odráža svetlo rovnakým spôsobom a smerom. Naopak, keď svetlo zasiahne polykryštalický kremík, každé kryštálové zrno odráža svetlo odlišne, čo vedie k granulovaným vzhľadom.
Aplikácie monokryštalického a polykryštalického kremíka v čipoch?
Monokryštalický kremík
1. Monokryštalické kremíkové doštičky, ktoré sa používajú ako substráty
2. Niektoré produkty čipu vyžadujú tenké monokryštalické kremíkové vrstvy
1. V MOSFETS sa ako materiál brány často používa polykryštalický kremík. V kombinácii s izolačnou vrstvou oxidu kremíka je polykryštalický kremík kľúčovou zložkou, ktorá riadi tok prúdu v tranzistoroch.
2. Môže sa použiť v solárnych bunkách a displejoch kvapalných kryštálov.
3. Ako obetná vrstva. Počas výroby MEMS sa obetná vrstva používa na vytvorenie dočasnej štruktúry, ktorá sa neskôr odstráni, aby sa uvoľnila trvalá štruktúra.
Ako sa produkuje single - kremík a polykryštalický kremík?
Ak sa používa ako substrát,
Single - kryštalický kremík sa všeobecne vyrába pomocou metódy CZ alebo FZ. Metóda CZ bola predtým zavedená:
Úvod do kompletného procesu CZ na výrobu jednotlivých - Crystal Silicon.
Polycryštalický kremík na druhej strane používa metódy odlievania blokov, FBR a Siemens.
Ak sa formácia filmu používa v čipe,
Single - kryštálový kremík vyžaduje CVD epitaxiu, epitaxiu molekulárneho lúča a ďalšie metódy. Na druhej strane polykryštalický kremík sa môže vyrábať pomocou CVD, PVD a ďalších metód.
