Siliciul monocristalin
Siliciul monocristalin este materialul de bază al industriei electronice . Se compune dintr-un singur cristal de siliciu , care are o rețea cristalină continuă, fără sudură ( limitele granulelor ) pe întregul solid .
Descriere
Poate fi intrinsec , adică conține doar siliciu ultrapur sau poate fi dopat prin adăugarea unor cantități foarte mici de alte elemente care permit modificarea proprietăților semiconductoare într-un mod controlat. Cea mai mare parte a siliciului monocristalin este produsă prin procesul Czochralski , din care se obțin cristale cilindrice cu diametrul de până la 450 mm [1] și lungimea de 2 m ( figura din stânga ) care, când sunt tăiate în felii subțiri, dau napolitane pe care sunt vor fi construite microcircuitele.
Siliciul monocristalin este poate cel mai important material tehnologic al ultimei jumătăți de secol („era siliciului”) [2] , deoarece disponibilitatea sa la costuri acceptabile industrial a fost și este esențială pentru dezvoltarea microcircuitelor electronice pe care se bazează actualul revoluție electronică și computerizată.
În electronică
La fabricarea dispozitivelor semiconductoare , siliciul este utilizat într-o formă monocristalină, deoarece limitele granulelor ar da discontinuitate și ar favoriza imperfecțiunile în microstructura semiconductorului, cum ar fi impuritățile și defectele cristaline , care pot modifica proprietățile electronice locale ale materialului, și, prin urmare, au consecințe asupra funcționalității și fiabilității dispozitivelor. Fără perfecțiunea cristalului, ar fi de neconceput să construim circuite integrate VLSI ( figura din dreapta ), în care milioane (sau miliarde, până acum [3] ) de dispozitive semiconductoare sunt concentrate într-o fracțiune de cm 2 (și toate trebuie să fie funcționale) , pentru a realiza de exemplu un microprocesor . Pentru aceasta, industria electronică a investit mult în tehnicile de preparare a cristalelor mari de siliciu mari.
În fotovoltaic
Siliciul monocristalin este, de asemenea, utilizat la producerea de celule solare de înaltă performanță. Cu toate acestea, celulele solare, spre deosebire de microcircuite, pot tolera, în anumite limite, mici imperfecțiuni structurale și, prin urmare, singurul cristal din ele este acum adesea înlocuit cu siliciu policristalin , mai puțin costisitor [4] .
Notă
- ^ Informații 450mm , la 450mm.info . Adus la 16 februarie 2011 (arhivat din original la 7 februarie 2011) .
- ^ W. Heywang, KHZaininger, Silicon: materialul semiconductor , în Silicon: evoluția și viitorul unei tehnologii , P.Siffert, EFKrimmel eds., Springer Verlag, 2004.
- ^ Peter Clarke, Intel intră în era procesorului de miliarde de tranzistori. Arhivat 10 mai 2013 la Internet Archive ., EE Times, 14 octombrie 2005
- ^ SRWenham, MAGreen, MEWatt., R.Corkish, Applied Photovoltaics , Earthscan, 2007, cap. 2
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe siliciu monocristalin
