中國(guó)粉體網(wǎng)訊 硅,我們都知道,。但是芯片制程中的硅,,有的用的是單晶硅,有的用的是多晶硅。多晶硅與單晶硅的性能差別很大,,那么他們各有哪些優(yōu)良性質(zhì),?有哪些應(yīng)用?又是怎樣制造出來(lái)的呢,?
什么是晶體,?
晶體是一種固體,其中的原子,、離子或分子按照一定的周期性,,在空間排列形成具有一定規(guī)則的幾何外形。
常見(jiàn)的晶體材料包括:
金屬晶體:如鐵,、銅,、金、銀等,。
離子晶體:NaCl,CuSO4等
介質(zhì)晶體:氧化硅,,氮化硅等可以是晶體,也可以是非晶體
半導(dǎo)體晶體:如硅,、鍺等,。
什么是單晶硅與多晶硅,?
單晶(single crystal),,指物質(zhì)內(nèi)部的原子或離子或分子的排列是整齊劃一的,,從一端到另一端都保持相同的取向,,整個(gè)晶體只有一個(gè)晶向,不含晶界,。
多晶(polycrystal),,指的是某物質(zhì)由許多小的晶粒(單晶)組成,,每個(gè)晶粒都有自己獨(dú)特的晶體取向,。這些晶粒在宏觀尺度上是隨機(jī)取向的,,但是每一個(gè)晶粒內(nèi)部的取向是一致的。
因此單晶硅里只有一個(gè)晶向,,一般是<100>,<110>,<111>這三種晶向,。不同的晶向?qū)τ诎雽?dǎo)體制造過(guò)程中的刻蝕、氧化和離子注入等工藝有著不同的影響,,所以選擇適當(dāng)?shù)木驅(qū)τ趦?yōu)化芯片性能是至關(guān)重要的。
而多晶硅(poly-Si)就是多個(gè)單晶組成的硅材料,。這些晶粒彼此之間有明顯的晶界,,所以在晶界處存在著方向的不連續(xù)性。
單晶硅與多晶硅的性質(zhì)對(duì)比
電學(xué)性能:多晶硅與單晶硅相比,,其電學(xué)性能略有劣勢(shì),,主要是因?yàn)槎嗑Ч杈Ы缣帟?huì)形成載流子的散射中心。而單晶硅由于無(wú)晶界和結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,具有更高的電子遷移率,。
外觀:?jiǎn)尉Ч柙趻伖夂笙褚幻骁R子,,這是因?yàn)楫?dāng)光照射在單晶硅上時(shí),它會(huì)以相同的方式和方向反射,。而當(dāng)光照射在多晶硅上時(shí),,由于每個(gè)晶粒對(duì)于光的反射會(huì)有所不同,導(dǎo)致其外觀呈現(xiàn)出顆粒狀,。
單/多晶硅在芯片中的應(yīng)用,?
單晶硅
1,單晶硅片,,作襯底
2,,某些芯片產(chǎn)品需要單晶硅薄層
多晶硅
1,在MOSFET中,,多晶硅常用作柵極材料,。與氧化硅絕緣層相結(jié)合,多晶硅是晶體管控制電流流動(dòng)的關(guān)鍵部件,。
2,,可以用在太陽(yáng)能電池,液晶顯示器中,。
3,,作為犧牲層。在MEMS制造過(guò)程中,,犧牲層用于創(chuàng)建一個(gè)暫時(shí)的結(jié)構(gòu),,稍后會(huì)將其去除,釋放形成永久結(jié)構(gòu),。
單晶硅與多晶硅如何制作,?
如果做基板來(lái)用,單晶硅一般采用CZ法或FZ法,,而多晶硅則采用Block Casting,,F(xiàn)BR,Siemens法,。
如果是在芯片中成膜,,則單晶硅需要用CVD外延,分子束外延等,。而多晶硅則可以用CVD,,PVD等。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)
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