2calowe płytki krzemowe p-typ n-typ CZ metoda wzrostu BOW ≤30 dla oświetlenia LED

Abstrakt płytek krzemowych

Płytki krzemowe są podstawowym materiałem wykorzystywanym w przemyśle półprzewodnikowym do produkcji układów scalonych i różnych mikrourządzeń.te płytki służą jako podłoża, na których drukowane są obwody za pomocą zaawansowanych technik fotolitograficznych.

Właściwości płytek krzemowych

Płytki krzemowe posiadają kilka kluczowych właściwości, które czynią je niezbędnymi w przemyśle półprzewodnikowym.Właściwości te mają kluczowe znaczenie dla wydajności i funkcjonalności urządzeń, które na nich są wytwarzane.Oto niektóre z podstawowych właściwości płytek krzemowych:

1. Właściwości elektryczne:

   • Zachowanie półprzewodnikówSilikon jest półprzewodnikiem, co oznacza, że może prowadzić prąd w pewnych warunkach, ale nie w innych, co jest kluczowe dla tworzenia elektronicznych przełączników.
   • /Bandgap: Krzemowy ma przepustowość około 1,12 eV w temperaturze pokojowej, zapewniając optymalną równowagę między przewodnością elektryczną a właściwościami izolacyjnymi, nadającą się do różnych zastosowań elektronicznych.

2. Właściwości mechaniczne:

   • Trudność i siła: Krzem jest stosunkowo twardym i wytrzymałym materiałem, dzięki czemu jest trwały podczas procesu produkcji.
   • Złamanie: Pomimo swojej wytrzymałości krzemion jest kruchy, co wymaga ostrożnego obróbki, aby zapobiec pękaniu lub rozszczepieniu podczas przetwarzania płytek.

3. Właściwości termiczne:

   • Przewodność cieplna: Krzemowy ma dobrą przewodność cieplną (około 150 W/mK w temperaturze pokojowej), która jest niezbędna do rozpraszania ciepła wytwarzanego przez urządzenia elektroniczne.
   • Współczynnik rozszerzenia cieplnego: Krzemowy ma stosunkowo niski współczynnik rozszerzenia termicznego, który pomaga utrzymać integralność strukturalną w różnych temperaturach podczas pracy i przetwarzania urządzenia.

4. Właściwości chemiczne:

   • Tlenkowanie: Silikon łatwo tworzy warstwę dwutlenku krzemu (SiO2), gdy jest narażony na działanie tlenu, szczególnie w wysokich temperaturach.Na przykład tworzenie warstw izolacyjnych i tlenków bramek w MOSFETach.
   • Stabilność chemiczna: Krzemowy jest chemicznie stabilny w większości warunków, co ma kluczowe znaczenie dla utrzymania czystości i wydajności urządzeń elektronicznych.

5. Właściwości optyczne:

   • Przejrzystość dla światła podczerwonego: Krzemowy jest przezroczysty dla światła podczerwonego, które jest wykorzystywane w detektorach podczerwonego i innych zastosowaniach fotonicznych.

- Nie.

Te właściwości są wykorzystywane podczas procesu wytwarzania urządzeń półprzewodnikowych, gdzie precyzyjna kontrola nad elementami elektrycznymi, mechanicznymi,i chemiczne właściwości płytek krzemowych jest wymagane do produkcji niezawodnych i wydajnych komponentów elektronicznychMożliwość przystosowania krzemu do dopingu (dodawania zanieczyszczeń w celu modyfikacji jego właściwości elektrycznych) dodatkowo zwiększa jego użyteczność w tworzeniu różnych urządzeń elektronicznych i fotonicznych.

Zastosowania płytek krzemowych

Płytki krzemowe są podstawowe dla wielu zastosowań w różnych dziedzinach, głównie ze względu na ich uniwersalne właściwości jako materiał półprzewodnikowy.

1. Obwody zintegrowane: płytki krzemowe są podstawowym podłożem stosowanym do wytwarzania układów scalonych, w tym mikroprocesorów, układów pamięci (takich jak DRAM i flash),i szereg cyfrowych i analogowych obwodów, które tworzą podstawy wszystkich nowoczesnych urządzeń elektronicznych..

2. Komórki słoneczne: Krzem jest głównym składnikiem w przemyśle fotowoltaicznym do produkcji ogniw słonecznych.które następnie są wykorzystywane do konwersji energii słonecznej na energię elektryczną.

3. Mikroelektromechaniczne systemy (MEMS): urządzenia MEMS integrują komponenty mechaniczne i elektryczne w skali mikroskopijnej na płytkach krzemowych.i mikrostruktury stosowane w systemach motoryzacyjnych, smartfonów, urządzeń medycznych i różnych urządzeń elektronicznych.

4. Optoelektronika: płytki krzemowe są stosowane w produkcji urządzeń optoelektronicznych, takich jak diody emitujące światło (LED) i czujniki optyczne.jest kluczowe w strukturze urządzeń, które manipulują lub wykrywają światło.

5. Elektronika energetyczna: płytki krzemowe są wykorzystywane do produkcji urządzeń elektronicznych, które skutecznie kontrolują i konwertują energię elektryczną w pojazdach elektrycznych, systemach energii odnawialnej i sieciach energetycznych.Urządzenia te obejmują diody mocy, tranzystory i tirystory.

6. Lasery półprzewodnikowe: Chociaż mniej powszechne niż inne materiały do warstw aktywnych, krzem jest stosowany w produkcji części laserów półprzewodnikowych,w szczególności w zintegrowanych urządzeniach fotonicznych, w których światło jest manipulowane na chipie krzemowym.

7. Komputery kwantowe: Wschodzące aplikacje w obliczeniach kwantowych wykorzystują płytki krzemowe do tworzenia kropek kwantowych lub innych struktur, które mogą zawierać kubity, podstawowe jednostki informacji kwantowych.

Powszechne stosowanie płytek krzemowych w różnych zastosowaniach wynika z ich wszechstronności elektrycznej, stabilności mechanicznej, przewodności cieplnej,i zgodności z istniejącymi technologiami produkcjiW miarę dalszego rozwoju przemysłu półprzewodnikowego rola płytek krzemowych pozostaje kluczowa, stale dostosowując się do nowych technologii i zastosowań.

Wystawa płytek krzemowych

Pytania i odpowiedzi

Do czego używa się płytki krzemowej?

Płytki krzemowe są używane głównie jako podłoże do wytwarzania układów scalonych (IC) i urządzeń mikroelektronicznych.

1. Obwody zintegrowane: płytki krzemowe są podstawowym materiałem, na którym zbudowana jest większość urządzeń półprzewodnikowych lub chipów.i wiele innych cyfrowych i analogowych obwodów, które są integralną częścią komputerów, telefonów komórkowych i wielu innych rodzajów urządzeń elektronicznych.

2. Komórki słoneczne: Są one szeroko stosowane w sektorze energii słonecznej do produkcji ogniw fotowoltaicznych, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną.Zdolność krzemu do pochłaniania energii słonecznej sprawia, że jest idealny do tego zastosowania.

3. Mikroelektromechaniczne systemy (MEMS)Płytki krzemowe są wykorzystywane do tworzenia urządzeń MEMS, które integrują małe elementy mechaniczne i elektroniczne.

4. Optoelektronika: W dziedzinie optoelektroniki płytki krzemowe są wykorzystywane do wytwarzania komponentów, które wchodzą w interakcję ze światłem, takich jak fotodetektory, diody LED i elementy systemów łączności optycznej.

5. Urządzenia zasilania: Krzem jest wykorzystywany w urządzeniach elektronicznych, które zarządzają i efektywnie konwertują energię elektryczną w systemach od pojazdów elektrycznych po inwertory energii słonecznej.

Wszechstronność, właściwości elektryczne i stabilność mechaniczna płytek krzemowych sprawiają, że są one niezbędne w dziedzinie informatyki, telekomunikacji, energii i wielu dziedzinach elektroniki użytkowej.