1. Лестница чистоты кремния
Электронная промышленность зависит от кремния во все более чистых формах. Кремний металлургического-класса (чистота от 98 до 99 %) производится в печах с погруженной дугой и является сырьем для всей цепочки производства. Путем химической очистки и рафинирования он преобразуется в поликремний полупроводникового-класса с чистотой 99,9999999% (9N) или выше, а затем выращивается в монокристаллические слитки, которые разрезаются на пластины для изготовления устройств. Каждый шаг увеличивает ценность и требует более строгого контроля примесей.
2. Интегральные схемы и дискретные устройства.
Монокристаллические кремниевые пластины представляют собой подложку, на которой изготавливаются интегральные схемы. Транзисторы, логические микросхемы, устройства памяти и питания встраиваются в поверхность пластины посредством процессов легирования, литографии и наслаивания. В дискретных устройствах, таких как диоды, выпрямители и силовые транзисторы, также используются кремниевые пластины или эпитаксиальные слои. Качество кремниевой подложки напрямую влияет на производительность и производительность каждого устройства, изготовленного на ней.
3. Фотоэлектрические элементы
Солнечная промышленность – второй по величине потребитель-кремния высокой чистоты. Кремний-солнечного качества, обычно чистотой от 6N до 9N, используется для производства монокристаллических и мультикристаллических пластин для фотоэлектрических элементов. Хотя требования к чистоте ниже, чем для современных логических микросхем, объемы намного больше, а стоимость килограмма очищенного кремния является основным фактором цен на солнечные модули.
4. Датчики и специальные устройства на основе кремния-
Кремний используется в широком спектре датчиков, включая датчики температуры, датчики давления, акселерометры и датчики изображения, используя преимущества механических и электрических свойств материала. Карбид кремния и нитрид кремния, полученные из одной и той же цепочки поставок кремния, используются в силовой электронике и устройствах MEMS, где требуются более высокие температуры или надежность.
5. Производственная цепочка
Очистка:Кремний металлургического-класса преобразуется в трихлорсилан и восстанавливается до поликремния электронного-класса.
Рост кристаллов:Выращивание в зоне Чохральского или флоат-- дает монокристаллические слитки с контролируемым легированием.
Вафли:слитки нарезают, притирают, полируют и очищают до пластин.
Изготовление:пластины перерабатываются в устройства в чистых помещениях.
6. Вопросы качества и поставок
Для покупателей в цепочке поставок электроники критическими параметрами являются уровень чистоты, контроль содержания легирующих примесей, качество кристаллов и консистенция материала. Цены и сроки выполнения заказов соответствуют балансу между спросом на полупроводники, спросом на солнечную энергию и мощностями по производству поликремния. Покупатели должны проверить сертификат анализа и спецификацию марки на соответствие предполагаемому применению и понимать, что металлический кремний металлургического-класса не может быть напрямую использован в электронике без дополнительной очистки.
7. Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Какая чистота кремния требуется для электроники?Поликремний полупроводникового-класса достигает 99,9999999 % (9N) или выше, тогда как в солнечных элементах обычно используется материал от 6N до 9N.
В2: Используется ли металлический кремний непосредственно в чипах?Нет, кремний металлургического-класса необходимо очистить до поликремния электронного-класса и вырастить в монокристаллические пластины перед изготовлением чипов.
Вопрос 3: Каковы основные области применения кремния в электронике?Интегральные схемы, устройства дискретной мощности, фотоэлектрические элементы, датчики и устройства MEMS.
Вопрос 4. Что такое кремний-солнечного качества?Кремний высокой-чистоты, обычно от 6N до 9N, используется для производства пластин для фотоэлектрических элементов.
Вопрос 5: Почему чистота кремния так важна?Примеси создают дефекты и нежелательное легирование, которые снижают производительность, производительность и надежность устройства.
Вопрос 6: Как очищается кремний для электроники?Путем преобразования в трихлорсилан и восстановления до поликремния электронного-класса с последующим выращиванием кристаллов и формированием пластин.
