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なぜ単結晶シリコンがチップ製造のベースとして使用されるのですか?
著者: ハリー4112
リンク: https://www.zhihu.com/question/515054180/answer/2337519553
出典: 志胡
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なぜワイヤーにプラスチックの外皮が必要なのでしょうか?裸銅線は使えないのですか？なぜなら、それらを分離するプラスチックの皮がなければ、ワイヤーは他の物質に触れると簡単に電気を通し、電流を伝えることができません。あるいは、ワイヤーが強力で人を感電させたらどうなるでしょうか?より多くの非導電性ワイヤをプラスチックで作らなければならない場合はどうなるでしょうか?絶対というわけではありませんが、初期のワイヤーでは、コストや電気を絶縁する機能などを考慮して、特定の場所にリネン、ブラシ桐油 (そして現在はエナメルワイヤー) が巻かれていました。あるいは、必要に応じてシリコンを使用することもできます。もちろん、絶縁には二酸化ケイ素が使用されます。もちろん、これら 2 つは非常に脆い固体材料であり、製造された、決して比較的可動性の高いワイヤにのみ適しており、このシーンのチップ内部ワイヤに最適です。

上記は、チップのワイヤ絶縁用のシリコンおよび二酸化シリコンで可能です。はい、チップにおけるシリコン基板の主な用途の 1 つは絶縁です。これは、ワイヤにプラスチック スキンを使用するのと同じで、逆に製造されるだけです。ワイヤーはプラスチックの皮で塗装される前は裸の銅線です。チップには、裸の銅線でレイアウト (メッキ) される前に、既存のシリコン絶縁スキンがあります。

なぜ単結晶シリコンなのか?理由は 2 つあり、まず第一に、非常に純粋でなければなりません。そうしないと、参加者の導電性により絶縁されず、次の世代の半導体接合に特定のプレマテリアルを提供できなくなります。これはよくわかりますね。ある場所に PN 接合を作りたいのですが、その場所にはすでにいくつかのめちゃくちゃなリン原子があり、すでに N 型構造になっているので、それを P 型に変更したいのですか?純粋なシリコンから不均一なシリコンに移行するのは簡単ですが、不均一なシリコンから純粋なシリコンに移行するのは非常に難しいため、高純度のシリコンから始めます。なぜ多結晶シリコンではいけないのでしょうか？これは、PN 接合の生成にも関係します (PN で表される他の設計も存在する可能性があります)。これは、PN 接合がインターカレーション プロセスには小さすぎるためであり、その結果、設計要件に 100% 準拠する必要がある回路特性が、格子欠陥がないこと、「不純物」がどのくらい混入しているか、電気的性質がどのようなものであるかが正確に検証されるためです。特性が得られます。

格子欠陥がある場合、これは必ずしも当てはまるわけではありません。ポリシリコンの格子欠陥は基礎のピットに似ており、非常に大きいため、アスファルトを敷いたときの電気的応答は他の場所と同じではありません。1になります！この回路ロジックはまだ正しいでしょうか?ひいては他の材料も使用できるのでしょうか？多結晶でも使えますか？他のアプリケーション、またはそれほど繊細ではない場合 (強力なパワー、弱くないロジック)、それは可能であるか、研究されています。たとえば、超高周波、超低電圧、超大電流の状況では、シリコンは極端にドープされており、あまり適していません。その場合、他の特殊なシリコンゲルマニウム、ガリウム、その他の基準材料、さらには基板さえあります。チップ、ソーラーパネルは強い電力を供給することが主なので、電圧差はあまり気にしませんが、もちろんコストはありますが、そのほとんどは多結晶シリコンです。他の材料に関しては、結局のところ、シリコンはどこにでもあり、精製する必要があるだけです。見つけるのが難しい他のものも同様に浄化する必要があります。