1. Tangga Kemurnian Silikon
Industri elektronik bergantung pada silikon dalam bentuk yang semakin murni. Silikon kelas-metalurgi (kemurnian sekitar 98 hingga 99%) diproduksi di tungku busur terendam dan merupakan bahan mentah untuk keseluruhan rantai. Melalui pemurnian dan pemurnian kimia, ia diubah menjadi polisilikon tingkat semikonduktor dengan kemurnian 99,9999999% (9N) atau lebih tinggi, lalu ditanam menjadi batangan monokristalin yang diiris menjadi wafer untuk pembuatan perangkat. Setiap langkah menambah nilai dan menuntut pengendalian pengotor yang lebih ketat.
2. Sirkuit Terpadu dan Perangkat Diskrit
Wafer silikon monokristalin adalah substrat tempat pembuatan sirkuit terpadu. Transistor, chip logika, memori, dan perangkat daya dibangun ke dalam permukaan wafer melalui proses doping, litografi, dan pelapisan. Perangkat diskrit seperti dioda, penyearah dan transistor daya juga menggunakan wafer silikon atau lapisan epitaksi. Kualitas substrat silikon secara langsung mempengaruhi hasil dan kinerja setiap perangkat yang dibuat di atasnya.
3. Sel Fotovoltaik
Industri tenaga surya adalah konsumen terbesar kedua-silikon dengan kemurnian tinggi. Silikon kelas-surya, biasanya dengan kemurnian 6N hingga 9N, digunakan untuk memproduksi wafer monokristalin dan multikristalin untuk sel fotovoltaik. Meskipun persyaratan kemurniannya lebih rendah dibandingkan chip logika tingkat lanjut, volumenya jauh lebih besar, dan biaya per kilogram silikon yang dimurnikan merupakan pendorong utama harga modul surya.
4. Sensor-Berbasis Silikon dan Perangkat Khusus
Silikon digunakan untuk berbagai macam sensor, termasuk sensor suhu, sensor tekanan, akselerometer, dan sensor gambar, dengan memanfaatkan sifat mekanik dan listrik material. Silikon karbida dan silikon nitrida, yang berasal dari rantai pasokan silikon yang sama, digunakan dalam elektronika daya dan perangkat MEMS yang memerlukan suhu atau ketahanan yang lebih tinggi.
5. Rantai Manufaktur
Pemurnian:silikon tingkat-metalurgi diubah menjadi triklorosilan dan direduksi menjadi polisilikon tingkat-elektronik.
Pertumbuhan kristal:Pertumbuhan Czochralski atau zona-float menghasilkan ingot monokristalin dengan doping terkontrol.
Wafer:ingot diiris, tersusun, dipoles dan dibersihkan menjadi wafer.
Pembuatan:wafer diproses menjadi perangkat di ruang bersih.
6. Pertimbangan Kualitas dan Pasokan
Bagi pembeli dalam rantai pasokan elektronik, parameter penting adalah tingkat kemurnian, kontrol dopan, kualitas kristal, dan konsistensi material. Harga dan waktu tunggu mengikuti keseimbangan antara permintaan semikonduktor, permintaan tenaga surya, dan kapasitas polisilikon. Pembeli harus memverifikasi sertifikat analisis dan spesifikasi kadar terhadap aplikasi yang dimaksudkan, dan harus memahami bahwa logam silikon tingkat-metalurgi tidak dapat langsung digunakan dalam elektronik tanpa pemurnian lebih lanjut.
7. Pertanyaan Umum
Q1: Kemurnian silikon apa yang dibutuhkan perangkat elektronik?Polisilikon tingkat-semikonduktor mencapai 99,9999999% (9N) atau lebih tinggi, sedangkan sel surya biasanya menggunakan bahan 6N hingga 9N.
Q2: Apakah logam silikon langsung digunakan dalam chip?Tidak, silikon tingkat-metalurgi harus dimurnikan menjadi polisilikon tingkat-elektronik dan ditanam menjadi wafer monokristalin sebelum pembuatan chip.
Q3: Apa aplikasi elektronik utama silikon?Sirkuit terpadu, perangkat daya diskrit, sel fotovoltaik, sensor, dan perangkat MEMS.
Q4: Apa itu silikon kelas-tenaga surya?Silikon-dengan kemurnian tinggi, biasanya 6N hingga 9N, digunakan untuk memproduksi wafer untuk sel fotovoltaik.
Q5: Mengapa kemurnian silikon sangat penting?Kotoran menciptakan cacat dan doping yang tidak diinginkan yang mengurangi hasil, kinerja, dan keandalan perangkat.
Q6: Bagaimana silikon dimurnikan untuk elektronik?Melalui konversi menjadi triklorosilan dan reduksi menjadi polisilikon tingkat-elektronik, diikuti dengan pertumbuhan kristal dan wafer.
