Метални силицијум (Силицијум метал), посебно у облику ултра-чистоће (електронски разред силицијум, ЕГ-СИ) је камен темељац полуводичке индустрије. Његова јединствена својства омогућавају производњу напредних електронских уређаја. Испод су његове кључне апликације:
1. Интегрисани кругови (ИЦС) и микрочипови
Улога:Силицијум је основни материјал за производњу полуводичких вафера.
Процес:
Ultra-pure silicon (>99.9999999% или 9Н чистоћа) се претвара уМонокристални силиконски инготипрекоПроцес Цзоцхралски (ЦЗ)илиМетода флоат зоне (ФЗ).
Инготи се исече у танке вафле (нпр. Пречник 300 мм) за ИЦ израду.
Кључне компоненте:
Транзистори:Силиконски вафли су допени са елементима попут Бора (П-тип) или фосфора (Н-типе) за креирање транзистора.
Микропроцесори:Милијарде транзистора су интегрисане у чипове за рачунање (нпр. ЦПУС, ГПУС).
2. Полуководни уређаји за напајање
СИЛИЦОНСКИ ПОВЕРНИ УРЕЂАЈИ:
Диоде, МОСФЕТС, ИГБТС:Користи се у електричној електроници за конверзију енергије (нпр. Претварачи, моторни погони).
Тхиристори:Контролишите апликације високог снагу у индустријским системима.
Предност:Силицон'с Бандгап (1.1 ЕВ) уравнотежује ефикасност и трошкове за средње напомене апликације.
3. Мемори Цхипс
ДРАМ (динамична меморија насумичне приступа):Чува податке привремено користећи способност на бази силицијума и транзистора.
НАНД Фласх меморија:Не испарљиве складиштење у ССДС, УСБ уређајима и мобилним уређајима.
Технологије у настајању:
3Д НАНД:Скије слојеве силицијума вертикално да повећају густину складиштења.
4. Соларне ћелије (фотонаволтати)
Силицијум соларног разреда (СОГ-СИ):
Поликристални или монокристални силиконски вафли претварају сунчеву светлост у струју.
Ефикасност: Monocrystalline silicon cells achieve >22% ефикасности.
Процес:
Металуршки силицијум је пречишћен на 6Н-7Н чистоћу, а затим је кристализиран у инготи и нарезан у соларне ћелије.
5. Сензори и МЕМС
Микроелектромеханички системи (МЕМС):
СИЛИЦОН-ова механичка стабилност и компатибилност са ИЦ процесима омогућавају минијатуризоване сензоре (нпр. Акцелерометри, жироскопи).
Оптички сензори:Силицијум фотодиода откривају светло у камерама и системима лидар.
6. Оптоелектроника
Диоде који емитују светло (ЛЕД):Силиконски подлоге користе се за неке инфрацрвене ЛЕД.
Фотодетектори:СИЛИЦОНСКИ уређаји откривају светлост у оптичким комуникацијама.
7. Ваффер ПрофиРратион Тецхнологиес
Литографија:Силиконски вафли се узоркују помоћу УВ или ЕУВ светла да би се створиле нанометерски кругови.
Јештерење и таложење:Силицијум диоксид (силицон) и силицијум нитрида (силицон нитрид) користе се као изолатори или маске.
8. Напредно паковање
Кроз силицијум виаса (ТСВС):Омогућите 3Д слагање чипова за рачунање високих перформанси.
Силицон Интерпосерс:Повежите више чипова у напредну амбалажу (нпр. АМД-ови РЖЕН процесори).
Кључне некретнине Вожња полуводичком употребом
Полуводичност:Допинг Силицон контролише своје електрично понашање (П-тип / Н-типе).
Термална стабилност:Претпостави прераду високе температуре (нпр. Оксидација, дифузија).
Кристална структура:Диамонд Цубиц Реттице омогућава прецизно инжењеринг атомског нивоа.
Обиље:Силицијум је други најобичнији елемент у Земљиној коре, обезбеђујући економичност.
Изазови и иновације
Захтеви чистоће:Уклањање бора (б) и фосфорних (п) на нивоа под-ппб је пресудан за поузданост уређаја.
Минијатуризација:Екстремно ултраљубичасто (ЕУВ) литографија гура обраду силицијума на 2НМ чворовима.
Алтернативни материјали:Док силицијум доминира, једињења попутГаниСићкористе се за високофреквентне / велике снаге нише.
