Metall kremniy (kremniy metal), ayniqsa ultra yuqori tozali shaklda (elektron darajali kremniy, masalan, si) yarimo'tkazgichlar sanoatining asosi hisoblanadi. Uning noyob xususiyatlari ilg'or elektron qurilmalar ishlab chiqarishga imkon beradi. Quyida uning asosiy dasturlari:
1. Integral mikrosxemalar (ICS) va mikrochips
Rolning roli:Silikon yarimo'tkazgichni ishlab chiqarish uchun tayanch materialdir.
Jarayon:
Ultra-pure silicon (>99.999999% yoki 9N tozaligi) ga aylantiriladiMonokristalin silikon instasorqaliCZOCHRALSKI (CZ) Jarayonyokisuzish zonasi (FZ) usuli.
INGOTLAR IC to'qish uchun ingichka ingichka wafer (masalan, 300 mm diametri) ga yopishtirilgan.
Asosiy komponentlar:
Transtistchilar:Silikon Wafers tranzistorlarni yaratish uchun Boron (P-tur) yoki fosfor (n-tur) kabi elementlar bilan doplanadi.
Mikroprosessorlar:Milliardlab tranzistorlar hisoblash uchun chiplarga (masalan, CPus, GPUS) o'rnatiladi.
2. Quvvat yarimo'tkazgich qurilmalari
Silikon kuchga asoslangan energiya asboblari:
Diodlar, mikfetlar, Igbts:Energiya elektronikasida energiya montajida (masalan, invertorlar, avtoulov drayverlari).
Tiristors:Sanoat tizimlarida yuqori quvvatli dasturlarni boshqaring.
Afzallik:Silikonning BandGAG (1.1 eV) o'rta kuchlanishli dasturlar uchun samaradorligi va narxini muvozanatlashtiradi.
3. Xotira chiplari
Dram (dinamik tasodifiy kirish xotirasi):Chemiconda joylashgan inkassatkichlar va tranzistorlardan vaqtincha ma'lumotlarni vaqtincha saqlaydi.
Nand flesh-xotira:SDD, USB drayverlari va mobil qurilmalardagi o'zgaruvchan saqlash.
Rivojlanayotgan texnologiyalar:
3D Nand:Silikon qatlamlarini vertikal ravishda saqlash zichligini oshirish uchun.
4. Quyosh hujayralari (fotovoltactika)
Quyoshli Silikon (SOG-Si):
Polokristal yoki Monokrystalle Silikon Wafers quyosh nuriga elektr energiyasiga aylantiradi.
Samaradorlik: Monocrystalline silicon cells achieve >22% samaradorlik.
Jarayon:
Metallurgiya kremniy 6n-7n tozaligiga tozalanadi, keyin ingichka ichiga kristallanadi va quyosh hujayralariga suyadi.
5. Sensorlar va mematlar
Mikroelektromexika tizimlari (MEMS):
Silikonning mexanik barqarorligi va IC jarayonlari bilan mosligi miniaturizatsiyalangan sensorlarni (masalan, tezroqerometrlar, giroskopiyalar) yoqishiga imkon beradi.
Optik sensorlar:Silikon fotododlari kameralar va LIDI tizimlarida nurni aniqlaydilar.
6. Optoelektronika
Yorug'lik evazi diodlar (LED):Silikon substratlari ba'zi infraqizil LED uchun ishlatiladi.
Fotodetorlar:Silikon asoslari optik tolali aloqalarda yorug'likni aniqlaydi.
7. To'lov texnologiyalari
Litografiya:Silikon Wafers UB yoki EUU yorug'liklari yordamida nanometr-shkala ohanglarini yaratish uchun naqshli.
Etchlash va cho'kish:Silikon dioksid (SiO₂) va Silikon Nitrid (Si₃n₄) qatlamlari izolyatorlar yoki niqoblar sifatida ishlatiladi.
8. Kengaytirilgan qadoqlash
Silikon Vias (TSVS) orqali:Yuqori samarali hisoblash uchun 3D chipni yopishni yoqing.
Silikon interperserlari:Kengaytirilgan qadoqlashda bir nechta chiplarni ulang (masalan, AMD ning Rizen protsessorlari).
Asosiy xususiyatlari Yarimo'tkazgichdan foydalanish
Yarimo'tkazgich:Doping silikon elektr harakatini (P-tur / n turli) boshqaradi.
Termal barqarorlik:Yuqori haroratli ishlov berish (masalan, oksidlanish, tarqalish) bilan qarshilik ko'rsatadi.
Kristal tuzilishi:Olmos kubik panjarasi aniq atom darajasini aniqlashga imkon beradi.
Ko'pchilik:Silikon er qobig'ining ikkinchi eng boy elementi, iqtisodiy samaradorlikni ta'minlaydi.
Qiyinchiliklar va innovatsiyalar
Tozalash talablari:Boron (b) va fosfor (P) sub-ppb darajasiga olib tashlash qurilma ishonchliligi uchun juda muhimdir.
Miniatlashtirish:Ekstremal ultrabinet (Euv) litografiyani 2nm tugunga aylantiradi.
Muqobil materiallar:Silikon dominant, shunga o'xshash narsalarGranvaSikayuqori chastotali / yuqori quvvatli nichlar uchun ishlatiladi.
