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        單晶硅與多晶硅有哪些區(qū)別?


        來源:芯片智造

        中國粉體網(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。


        常見的晶體材料包括:


        金屬晶體:如鐵、銅、金、銀等。


        離子晶體:NaCl,CuSO4


        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,整個晶體只有一個晶向,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,每個晶粒都有自己獨特的晶體取向。這些晶粒在宏觀尺度上是隨機取向的,但是每一個晶粒內(nèi)部的取向是一致的。


        因此單晶硅里只有一個晶向,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,主要是因為多晶硅晶界處會形成載流子的散射中心。而單晶硅由于無晶界和結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,具有更高的電子遷移率。


        外觀:單晶硅在拋光后像一面鏡子,這是因為當(dāng)光照射在單晶硅上時,它會以相同的方式和方向反射。而當(dāng)光照射在多晶硅上時,由于每個晶粒對于光的反射會有所不同,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的關(guān)鍵部件。


        2,可以用在太陽能電池,液晶顯示器中。



        3,作為犧牲層。在MEMS制造過程中,犧牲層用于創(chuàng)建一個暫時的結(jié)構(gòu),稍后會將其去除,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。


        (中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)

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