ซิลิคอน

ซิลิคอน สัญลักษณ์ธาตุ Si หมายเลขอะตอม 14 โลหะกึ่งตัวนำหมู่ 14 น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน 28.085 โครงสร้างผลึกแบบเพชรลูกบาศก์ ความหนาแน่นประมาณ 2.33 ก./ซม.³ จุดหลอมเหลวประมาณ 1414 °C ช่องว่างพลังงานแบบอ้อมประมาณ 1.12 eV ที่อุณหภูมิห้อง ขอบเขต Si–SiO₂ คุณภาพสูง รูปแบบผลึกเดี่ยว ผลึกหลายเม็ด และไม่มีรูปแบบผลึก ธาตุที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสองในเปลือกโลกตามมวล มักพบในรูปซิลิกาและแร่ซิลิเกต

ซิลิคอน: ธาตุสี่หน้าที่อยู่เบื้องหลังหิน แก้ว แสง และตรรกะ

ซิลิคอนเชื่อมโยงสองระดับที่ไม่ค่อยปรากฏในเรื่องวัสดุเดียวกัน ในเปลือกโลก มันอยู่ในโครงสร้างที่มีออกซิเจนเป็นศูนย์กลาง เช่น เฟรมเวิร์ก โซ่ แผ่น และสี่หน้าแยกที่สร้างควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ดินเหนียว ไมกา ไพรอกซีน แอมฟิโบล และแร่ธาตุอื่นๆ อีกมากมาย ในรูปแบบธาตุบริสุทธิ์ อะตอมเดียวกันนี้กลายเป็นสารกึ่งตัวนำที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ ซึ่งความนำไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการเติมโบรอน ฟอสฟอรัส และสารเติมแต่งที่เกี่ยวข้องเพียงเล็กน้อย คุณค่าของมันไม่ได้อยู่ที่ความอุดมสมบูรณ์แบบโลหะหรือสีของอัญมณี แต่ที่โครงสร้าง: พันธะโควาเลนต์สี่พันธะ ออกไซด์ที่เสถียร ช่องว่างพลังงานที่ปรับได้ และระบบการผลิตที่สามารถวางอุปกรณ์นับพันล้านชิ้นบนผิวผลึกที่ขัดเงา

ดำเนินการต่อไปยังคู่มือซิลิคอนสำหรับผู้เชี่ยวชาญ เริ่มต้นด้วยข้อเท็จจริงสำคัญ

เวเฟอร์ทรงกลมแทนซิลิคอนผลึกเดี่ยวที่แบ่งออกเป็นชิ้นอุปกรณ์หลายชิ้น สีฟ้า ม่วง ชมพู และเหลืองอำพันแสดงถึงการแทรกแซงของฟิล์มบางจากชั้นออกไซด์หรือนิไตรด์ ไม่ใช่สีของตัวซิลิคอนเอง โครงข่ายสี่หน้าแสดงถึงพันธะโควาเลนต์สี่พันธะ ขณะที่บล็อกที่แตกแสดงถึงซิลิคอนผลึกหลายเม็ดในอุตสาหกรรม

ข้อเท็จจริงด่วน

ซิลิคอนในรูปแบบธาตุเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีพันธะโควาเลนต์ ไม่ใช่โลหะแบบดั้งเดิม ผิวที่ขัดเงาของมันอาจดูเหมือนโลหะ แต่พฤติกรรมทางไฟฟ้า การแตกหักแบบเปราะ การดูดกลืนแสง และโครงสร้างผลึกสี่หน้า ทำให้มันอยู่ในหมวดวัสดุที่แตกต่าง ซิลิคอนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติแทบทั้งหมดจะถูกผูกพันทางเคมีกับออกซิเจนและธาตุอื่นๆ ตัวอย่างธาตุขนาดใหญ่ที่ใช้เก็บรวบรวมมักจะผ่านการกลั่นหรือปลูกในห้องปฏิบัติการ

ธาตุ ซิลิคอน

สัญลักษณ์ Si

หมายเลขอะตอม14

ตำแหน่งในตารางธาตุ หมู่ 14, คาบ 3

การจำแนกแบบดั้งเดิม โลหะกึ่งตัวนำ

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน28.085

ไอโซโทปที่เสถียร ²⁸Si, ²⁹Si, และ ³⁰Si

โครงสร้างผลึกในสภาวะแวดล้อม โครงผลึกแบบเพชรลูกบาศก์

การประสาน มีเพื่อนบ้านสี่ตัวจัดเรียงเป็นรูปสี่หน้า

มุมพันธะ ประมาณ 109.5°

พารามิเตอร์โครงผลึก ประมาณ 5.431 Å ที่อุณหภูมิห้อง

ความหนาแน่นประมาณ 2.33 ก./ซม.³

ความแข็งประมาณ Mohs 6.5–7

ลักษณะทางกล แข็ง เปราะ และแตกง่ายที่ขอบบาง

การแยกตัว ชัดเจนตามระนาบ {111} ในผลึกเดี่ยว

การแตกหัก แตกเป็นชิ้นแบบคอนคอยดัลถึงไม่สม่ำเสมอ

จุดหลอมเหลวประมาณ 1414 °C

จุดเดือดประมาณ 3265 °C

การนำความร้อนประมาณ 148 W/m·K สำหรับผลึกบริสุทธิ์สูงใกล้อุณหภูมิห้อง

การขยายตัวทางความร้อนต่ำเมื่อเทียบกับโลหะวิศวกรรมหลายชนิด

ช่องว่างพลังงานเป็นแบบอ้อม ประมาณ 1.12 eV ที่อุณหภูมิห้อง

พฤติกรรมทางไฟฟ้าความนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมากตามอุณหภูมิและการเติมสารเจือปน

พื้นผิวตามธรรมชาติก่อตัวเป็นชั้นซิลิคอนออกไซด์บางๆ ในอากาศ

ลักษณะภายนอกที่มองเห็นได้สีเทาเข้มถึงเทาเหล็ก สะท้อนแสงบนพื้นผิวใหม่หรือขัดเงา

พฤติกรรมในช่วงอินฟราเรดสามารถส่งผ่านแสงในช่วงอินฟราเรดใกล้และกลางเมื่อบริสุทธิ์เพียงพอ

ความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลกประมาณ 27–28% ตามมวล รองจากออกซิเจน

การเกิดขึ้นตามธรรมชาติส่วนใหญ่เป็นซิลิกาและแร่ซิลิเกต

การเกิดขึ้นของธาตุในธรรมชาติเกิดขึ้นตามธรรมชาติอย่างหายากและโดยทั่วไปมีขนาดจิ๋ว

วัตถุดิบอุตสาหกรรมควอตซ์บริสุทธิ์สูงหรือควอตไซต์บวกคาร์บอน

เส้นทางการเจริญเติบโตของผลึกหลักวิธี Czochralski และ float-zone

สารเติมแต่งทั่วไปโบรอนสำหรับชนิด p; ฟอสฟอรัส อาร์เซนิก หรือแอนติโมนีสำหรับชนิด n

รูปแบบสำหรับเก็บสะสมก้อนหลอม โพลีซิลิคอน แผ่นแท่ง แผ่นเวเฟอร์ เดนไดรต์ และชิ้นส่วนที่ผ่านการแปรรูป

ข้อควรระวังหลักขอบเปราะ เคลือบพื้นผิวที่ผ่านการแปรรูป และสารตกค้างอุตสาหกรรมที่ไม่ทราบชนิด

ข้อควรระวังในเวิร์กช็อปไม่ควรสูดฝุ่นละเอียดจากการตัดและเจียร

คำศัพท์	ความหมาย	ความแตกต่างที่สำคัญ
ซิลิคอน	ธาตุเคมี Si ในรูปแบบธาตุ ผสม ผลึก ผลึกหลายเมล็ด หรือไม่มีผลึก	ซิลิคอนในรูปธาตุไม่ใช่ควอตซ์และไม่ใช่โพลิเมอร์ซิลิโคนที่ยืดหยุ่นได้
ซิลิกา	ซิลิคอนไดออกไซด์ SiO₂ ที่พบในรูปควอตซ์ ทริไดไมต์ คริสโตบาลไลต์ โคไซต์ สติชโอไวต์ โอปอล แก้ว และรูปแบบที่เกี่ยวข้อง	ซิลิกามีออกซิเจนและมีคุณสมบัติแตกต่างจากซิลิคอนในรูปธาตุอย่างมาก
ซิลิเกต	กลุ่มแร่และวัสดุขนาดใหญ่ที่สร้างจากเตตระฮีดรอนซิลิคอน-ออกซิเจนที่เชื่อมโยงกับโลหะและไอออนบวกอื่นๆ	เฟลด์สปาร์ ไมกา ดินเหนียว ไพรอกซีน แอมฟิโบล โอลิวีน และการ์เนตเป็นซิลิเกต ไม่ใช่ซิลิคอนในรูปธาตุ
ซิลิโคน	กลุ่มวัสดุโพลิซิลอกเซนสังเคราะห์ที่มีซิลิคอนและออกซิเจนสลับกันในโครงสร้างโพลิเมอร์	ซิลิโคนอาจมีลักษณะยาง เหลว เรซิน หรือกาว แต่ไม่ใช่ซิลิคอนในรูปธาตุ
ซิลิคอนคาร์ไบด์	SiC เซรามิกพันธะโควาเลนต์แข็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในรูปโมอิสซาไนต์ที่หายากและผลิตในรูปแบบทางเทคนิคหลายชนิด	มีความแข็ง ความหนาแน่น และคุณสมบัติทางแสงแตกต่างจากซิลิคอนในรูปธาตุ
โพลีซิลิคอน	ซิลิคอนผลึกหลายเมล็ดที่มีความบริสุทธิ์สูง เคลือบเป็นแท่ง ก้อน หรือเม็ดสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และโฟโตโวลเทอิก	ชื่อนี้หมายถึงเมล็ดผลึกหลายเมล็ด ไม่ใช่โพลิเมอร์ที่มีซิลิคอนเป็นส่วนประกอบ
ซิลิคอนผลึกเดี่ยว	ผลึกต่อเนื่องที่มีทิศทางผลึกเดียวกันทั่วปริมาตรที่ใช้งานได้	เวเฟอร์วงจรรวมส่วนใหญ่เริ่มต้นจากแท่งผลึกเดี่ยวที่ปลูกอย่างระมัดระวัง
ซิลิคอนไม่มีรูปแบบ	ซิลิคอนที่ไม่เป็นผลึกซึ่งถูกเคลือบเป็นฟิล์มบาง มักเติมไฮโดรเจนเพื่อลดข้อบกพร่องทางอิเล็กทรอนิกส์	ขาดการจัดเรียงผลึกแบบเพชร-ลูกบาศก์ในระยะยาวเหมือนผลึกแผ่นเวเฟอร์

กลับไปที่เมนูนำทาง

อัตลักษณ์ การตั้งชื่อ และขอบเขตระหว่างธาตุกับแร่

ซิลิคอนเป็นธาตุ ไม่ใช่ชื่อทั่วไปสำหรับสารที่มีซิลิคอนทุกชนิด ความแตกต่างนี้สำคัญเพราะซิลิคอนในรูปธาตุจะมีสีเข้ม ทึบ เปราะ เป็นสารกึ่งตัวนำ และมีโครงสร้างผลึกแบบเพชร-ลูกบาศก์ ขณะที่ควอตซ์เป็นซิลิคอนไดออกไซด์ที่โปร่งใสหรือโปร่งแสง และซิลิโคนเป็นโพลิเมอร์สังเคราะห์

ชื่อมาจากคำที่เกี่ยวข้องกับหินไฟและหินแข็ง นักเคมียุคแรกตระหนักว่าซิลิกาน่าจะมีธาตุที่ไม่รู้จักนานก่อนที่จะสามารถแยกมันออกมาได้ รูปแบบภาษาอังกฤษสมัยใหม่ silicon ถูกนำมาใช้ก่อนที่จะมีตัวอย่างบริสุทธิ์เพียงพอสำหรับการศึกษาทางกายภาพอย่างสมบูรณ์

ซิลิคอนบริสุทธิ์ธรรมชาติเคยถูกรายงานจากอุกกาบาตหายากและสภาพแวดล้อมบนโลกที่มีการลดอย่างมาก แต่การเกิดขึ้นเช่นนี้มักเป็นเพียงจุลภาคและต้องการการยืนยันทางวิเคราะห์ ตัวอย่างขนาดมือที่ติดป้ายว่า “ซิลิคอน” มักเป็นวัสดุอุตสาหกรรม: ซิลิคอนโลหะวิทยา โพลีซิลิคอน ผลึกที่เติบโตจากการหลอม แผ่นเวเฟอร์ หรือชิ้นส่วนที่ผ่านกระบวนการแล้ว

ซิลิคอนบริสุทธิ์

ผลึกโควาเลนต์ที่ประกอบด้วยอะตอมซิลิคอนเท่านั้น ยกเว้นสารเติมแต่ง สิ่งเจือปน ชั้นออกไซด์ผิว และชั้นผ่านกระบวนการ

ซิลิกา

ซิลิกอนไดออกไซด์ในรูปผลึก แก้ว โอพาไลน์ หรือรูปแบบความดันสูง โครงสร้างออกซิเจนของมันสร้างพฤติกรรมทางแสงและเคมีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง

แร่ซิลิเกต

แร่ที่โครงสร้างเตตระฮีดรัลซิลิคอน–ออกซิเจนรวมกับอะลูมิเนียม แมกนีเซียม เหล็ก แคลเซียม โซเดียม โพแทสเซียม และธาตุอื่นๆ

โลหะผสมซิลิคอน

เฟอร์โรซิลิคอนและโลหะผสมอลูมิเนียม–ซิลิคอนมีซิลิคอนในปริมาณมากแต่มีพฤติกรรมเป็นวัสดุโลหะหลายเฟสมากกว่าสารกึ่งตัวนำบริสุทธิ์

ซิลิโคน

โพลิเมอร์ที่ผลิตขึ้นซึ่งความยืดหยุ่น การปิดผนึก ความคงตัวทางความร้อน และพฤติกรรมพื้นผิวเกิดจากโครงกระดูก Si–O ที่มีหมู่ด้านข้างอินทรีย์

คำศัพท์ของผู้รวบรวม

คำอธิบายควรระบุว่าสารตัวอย่างเป็นเกรดโลหะวิทยา โพลีซิลิคอน ผลึกเดี่ยว ผลึกหลายผลึก วัสดุแผ่นเคลือบ สารเติมแต่ง หรือผ่านกระบวนการแล้วหรือไม่

ลักษณะโลหะไม่ได้ทำให้ซิลิคอนเป็นโลหะธรรมดา อิเล็กตรอนวาเลนซ์ของมันมีส่วนร่วมหลักในพันธะโควาเลนต์ที่มีทิศทาง และความนำไฟฟ้าของมันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความบกพร่องของผลึก การส่องสว่าง และความเข้มข้นของสารเติมแต่งอย่างมาก

กลับไปที่เมนูนำทาง

สถาปัตยกรรมอะตอม: ทำไมสี่พันธะถึงเปลี่ยนทุกอย่าง

ที่ความดันปกติ ซิลิคอนผลึกจะมีโครงสร้างแบบเพชรลูกบาศก์ อะตอมแต่ละอะตอมเชื่อมต่อกับเพื่อนบ้านสี่อะตอมที่อยู่ในมุมของเตตระฮีดรัล เครือข่ายแบบเปิดและมีทิศทางนี้อธิบายความเปราะของซิลิคอน การแยกตัว โครงสร้างแถบของสารกึ่งตัวนำ ความหนาแน่นที่ค่อนข้างต่ำ และการขยายตัวที่ผิดปกติเมื่อแข็งตัว

การประสานแบบเตตระฮีดรัล

อะตอมซิลิคอนแต่ละอะตอมสร้างพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแรงสี่พันธะโดยมีมุมที่เหมาะสมใกล้เคียง 109.5° รูปทรงเรขาคณิตนี้ซ้ำในผลึกในสามมิติ

โครงตาข่ายเพชรลูกบาศก์

โครงสร้างสามารถอธิบายได้ว่าเป็นสองโครงตาข่ายลูกบาศก์หน้ากลางที่ซ้อนทับกันและเลื่อนตำแหน่งสัมพันธ์กัน

การแตกและการหัก

ผลึกเดี่ยวสามารถแยกตามระนาบ {111} เศษชิ้นส่วนยังแสดงพื้นผิวโค้งแบบคอนคอยดัล โดยเฉพาะในบริเวณที่รอยแตกไม่เป็นไปตามระนาบเดียวที่ชัดเจน

การขยายตัวเมื่อแข็งตัว

ซิลิคอนเหลวมีความหนาแน่นมากกว่าของแข็งที่มีโครงสร้างเตตระฮีดรัลแบบเปิด ดังนั้นวัสดุจึงขยายตัวเมื่อแข็งตัว—พฤติกรรมที่ผิดปกตินี้พบได้ในน้ำและวัสดุที่เกี่ยวข้องหลายชนิด

โครงสร้างความดันสูง

ภายใต้ความดันสูง ซิลิคอนเปลี่ยนเป็นเฟสที่หนาแน่นขึ้นและมีลักษณะเป็นโลหะ แสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมทางไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการจัดเรียงอะตอมรวมถึงส่วนประกอบด้วย

โครงสร้างไอโซโทป

ซิลิคอนธรรมชาติโดดเด่นด้วย ²⁸Si มีปริมาณน้อยกว่า ²⁹Si และ ³⁰Si การทำให้บริสุทธิ์ไอโซโทปมีความสำคัญในเมโทโลยีความแม่นยำและการวิจัยอุปกรณ์ควอนตัมบางประเภท

ผลึกเดี่ยว

ทิศทางเดียวต่อเนื่องช่วยให้การขนส่งอิเล็กตรอนคาดการณ์ได้ การแยกตัวควบคุม และการผลิตอุปกรณ์ที่ทำซ้ำได้

โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน

เมล็ดที่มีทิศทางต่างกันหลายเมล็ดมาบรรจบกันที่ขอบซึ่งสามารถดักจับประจุ กระจายตัวพาหะ รวมสิ่งเจือปน หรือช่วยให้แตกหักได้

ซิลิคอนไม่มีรูปแบบ

ไม่มีการจัดเรียงระยะยาว ข้อต่อที่ไม่สมบูรณ์จำนวนมากมักถูกป้องกันด้วยไฮโดรเจนสำหรับการใช้อิเล็กทรอนิกส์ฟิล์มบาง

ซิลิคอนพรุนและโครงสร้างนาโน

การกัดกร่อนหรือการเจริญเติบโตที่ควบคุมสร้างรูพรุน สาย ไฟล์ และโครงสร้างโฟตอนิกที่มีคุณสมบัติแตกต่างจากผลึกขนาดใหญ่

แค่ส่วนประกอบไม่กำหนดประสิทธิภาพ แผ่นเวเฟอร์ แท่งโพลีซิลิคอน ฟิล์มไม่มีรูปแบบ และชั้นซิลิคอนพรุนทั้งหมดประกอบด้วย Si เป็นหลัก แต่โครงสร้างเมล็ด ความหนาแน่นของข้อบกพร่อง พื้นผิว และพฤติกรรมอิเล็กทรอนิกส์แตกต่างกันอย่างมาก

กลับไปที่เมนูนำทาง

ซิลิคอนในโลก: สี่หน้า การผุกร่อน ตะกอน และชีวิต

ซิลิคอนเป็นธาตุลำดับที่สองที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกตามมวล แต่ส่วนใหญ่จะจับตัวกับออกซิเจน หน่วยสี่หน้า SiO₄ เป็นหนึ่งในหน่วยโครงสร้างที่สำคัญที่สุดในแร่ศาสตร์ เชื่อมต่อกันหลายวิธีเพื่อสร้างหินจากแมนเทิลถึงพื้นผิวทวีป

การจัดเรียงโครงสร้าง	วิธีการเชื่อมต่อสี่หน้า	วัสดุตัวแทน
สี่หน้าแยก	แต่ละหน่วย SiO₄ แยกจากกันและเชื่อมต่อผ่านแคตไอออนอื่น	โอลิวีน การ์เนต เซอร์โคเนียม และแร่หลายชนิดในแมนเทิลหรือแร่แปรสภาพ
กลุ่มคู่และวง	สี่หน้าร่วมกันอะตอมออกซิเจนที่เลือกเพื่อสร้างหน่วยคู่หรือวงปิด	โครงสร้างกลุ่มเอพิโดต์ เบริล ทัวร์มาลีน และแร่ที่เกี่ยวข้อง
สายเดี่ยว	แต่ละสี่หน้าร่วมกันสองอะตอมออกซิเจนตามสายยาว	ไพรอกซีน เช่น ออกไซต์ ไดออปไซด์ และเอนสแตไนต์
สายคู่	สองสายสี่หน้ารวมกันเป็นริบบิ้นกว้างเป็นระยะ	แอมฟิโบล เช่น ฮอร์นเบลนด์และเทรมโอลีต์
แผ่น	แต่ละสี่หน้าร่วมกันสามอะตอมออกซิเจนในชั้นกว้าง	ไมกา แร่ดินเหนียว แทลค์ เซอร์เพนไทน์ และคลอไรต์
โครงสร้างกรอบ	มุมสี่หน้าแต่ละมุมทั้งสี่เข้าร่วมในโครงข่ายสามมิติ	เฟลด์สปาร์ เฟลด์สปาโธอิดส์ ซีโอไลต์ ควอตซ์ และแก้วซิลิกา

หินอัคนี

ปริมาณซิลิคอนและความอิ่มตัวของซิลิกาช่วยควบคุมความหนืดของแมกมา กลุ่มแร่ รูปแบบการปะทุ และว่าควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ไพรอกซีน โอลิวีน หรือเฟลด์สปาโธอิดส์จะตกผลึกหรือไม่

การผุกร่อนและดิน

การผุกร่อนของซิลิเกตปล่อยกรดซิลิกที่ละลายได้และก่อตัวเป็นแร่ดินเหนียวในขณะที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา

ทรายและตะกอน

ควอตซ์ทนต่อการผุกร่อนหลายรอบและสะสมในทราย หินทราย ตะกอนชายหาด เนินทราย และระบบแม่น้ำ

ซิลิกาชีวภาพ

ไดอะตอมส์ เรเดียลลาเรียน ฟองน้ำหลายชนิด และฟิโทลิธของพืชสร้างโครงสร้างจากซิลิกาที่มีน้ำหรือไม่มีรูปร่างที่สกัดจากน้ำหรือดิน

พฤติกรรมในโลกชั้นลึก

ในแมนเทิล ซิลิคอนอยู่ในซิลิเกตความดันสูง ที่ความดันสูงขึ้น การประสานเปลี่ยนแปลงและโครงสร้างหนาแน่นจะเสถียร

การเปลี่ยนแปลงซิลิกา

โอปอลชีวภาพและแก้วภูเขาไฟสามารถเปลี่ยนแปลงระหว่างการฝังตัวเป็นโอปอล-CT แคลเซโดนี หรือควอตซ์ ทำให้รูพรุนและความแข็งแรงของหินเปลี่ยนไป

ความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลกไม่ได้ทำให้ซิลิคอนธรรมชาติมีมาก ความชอบแรงของซิลิคอนต่อออกซิเจนหมายความว่าเกือบทุกอะตอมที่พบในธรรมชาติเป็นของซิลิกา แร่ซิลิเกต กรดซิลิกาในน้ำแก้ว หรือโครงสร้างซิลิกาชีวภาพ

กลับไปที่เมนูนำทาง

สมบัติทางกายภาพ ความร้อน เคมี และออปติกส์

ค่ามาตรฐานแตกต่างกันตามอุณหภูมิ การวางแนวผลึก ความเข้มข้นของสิ่งเจือปน ความหนาแน่นของพาหะ โครงสร้างเมล็ด และการบำบัดผิว ผลึกเดี่ยวเกรดเซมิคอนดักเตอร์จึงทำซ้ำได้มากกว่าก้อนโลหะที่มีเหล็ก อลูมิเนียม แคลเซียม คาร์บอน และสิ่งเจือปนอื่นๆ

สมบัติ	ค่าหรือพฤติกรรมทั่วไป	ความสำคัญในทางปฏิบัติ
หมายเลขอะตอม	14.	วางซิลิคอนไว้ระหว่างอลูมิเนียมและฟอสฟอรัสในช่วงที่ 3 และในกลุ่มคาร์บอน
น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน	28.085.	สะท้อนส่วนผสมธรรมชาติของไอโซโทปที่เสถียรสามชนิด
ระบบผลึก	โครงสร้างลูกบาศก์แบบเพชร; กลุ่มอวกาศ Fd3̅m	ควบคุมการแตก กลไกไม่สมมาตร แถบอิเล็กทรอนิกส์ และการวางแนวแผ่นเวเฟอร์
ความหนาแน่น	ประมาณ 2.329 ก./ซม.³ ใกล้อุณหภูมิห้อง	เบากว่าแกลีนา เฮมาไทต์ ซิลิคอนคาร์ไบด์ และวัสดุโลหะที่ดูคล้ายกันส่วนใหญ่
ความแข็ง	ประมาณ 6.5–7 ตามมาตร Mohs	ทนต่อเหล็กธรรมดาแต่ยังคงเปราะต่อควอตซ์ คอรันดัม เพชร และฝุ่นขัดเงาที่แข็ง
การแตกและการหัก	แตกง่ายตามแนว {111}; แตกแบบเปลือกหอยถึงไม่สม่ำเสมอในที่อื่น	แผ่นเวเฟอร์บางและเศษแหลมคมอาจแตกทันทีเมื่อถูกงอหรือกดที่ขอบ
จุดหลอมเหลว	ประมาณ 1414 °C	ช่วยให้การเจริญเติบโตแบบหลอมเหลวเป็นไปได้ในขณะที่ต้องการระบบผลิตผลึกที่ทนความร้อนและควบคุมได้
จุดเดือด	ประมาณ 3265 °C	เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่อุณหภูมิสูงและการควบคุมการปนเปื้อนในระยะไอ
การนำความร้อน	ประมาณ 148 W/m·K สำหรับผลึกเดี่ยวบริสุทธิ์สูงใกล้อุณหภูมิห้อง	สูงสำหรับเซมิคอนดักเตอร์และของแข็งที่คล้ายเซรามิก แม้ว่าจะต่ำกว่าทองแดงหรือเงิน
การขยายตัวทางความร้อน	ต่ำและจำกัดทิศทางโดยโครงสร้างลูกบาศก์	มีประโยชน์ในอุปกรณ์ความแม่นยำ แม้ว่าความชันของอุณหภูมิยังสามารถทำให้แผ่นเวเฟอร์แตกได้
ช่องว่างพลังงาน	แบบอ้อม ประมาณ 1.12 eV ที่อุณหภูมิห้อง	เหมาะสำหรับอิเล็กทรอนิกส์และการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ แต่มีประสิทธิภาพในการปล่อยแสงน้อยกว่าเซมิคอนดักเตอร์แบบช่องว่างโดยตรง
ออปติกส์ที่มองเห็นได้	ดูดซับแสงอย่างแรงและดูเหมือนทึบแสงในรูปแบบปริมาตรทั่วไป	แผ่นเวเฟอร์ที่ขัดเงาจะมีลักษณะสีเทาเข้ม สีเทาน้ำตาล หรือเกือบดำใต้ชั้นเคลือบผิว
ออปติกอินฟราเรด	ดัชนีหักเหสูงและการส่งผ่านที่มีประโยชน์ผ่านบางส่วนของอินฟราเรดใกล้และกลาง	รองรับเลนส์อินฟราเรด, หน้าต่าง, เซ็นเซอร์ และโฟโตนิกส์แบบบูรณาการ
ออกไซด์ผิวพื้นเมือง	ฟิล์มซิลิกอนออกไซด์บาง ๆ เกิดขึ้นเองในอากาศ; ออกไซด์คุณภาพสูงที่หนากว่าจะถูกปลูกหรือเคลือบในอุตสาหกรรม	ช่วยปกป้องผิวและให้ผิวสัมผัสที่มีคุณค่าทางเทคโนโลยี
พฤติกรรมทางเคมี	มั่นคงในน้ำและทนต่อกรดหลายชนิดที่อุณหภูมิห้องเนื่องจากออกไซด์บนผิว; ถูกทำลายโดยสารกัดกร่อนเฉพาะและด่างเข้มข้น	การทำความสะอาดในบ้านมักไม่จำเป็นและอาจทำลายชั้นเคลือบหรือการทำโลหะ

ความแข็งแรงโดยรวมไม่ปกป้องแผ่นเวเฟอร์จากการโค้งงอ แผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนสามารถขีดข่วนแก้วได้ในขณะที่ยังแตกจากการงอเล็กน้อย ขอบที่แตก, ความเครียดจากความร้อน หรือแรงกดที่จุดเดียว

กลับไปที่เมนูนำทาง

ฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์: ตัวพาหะ, สารเติมแต่ง, รอยต่อ และผิวสัมผัส

ซิลิกอนผลึกบริสุทธิ์มีตัวพาหะประจุเคลื่อนที่ได้น้อยมากที่อุณหภูมิห้องเมื่อเทียบกับโลหะ ประโยชน์ของมันเริ่มต้นเมื่ออุณหภูมิ, แสง, สนามไฟฟ้า และสิ่งเจือปนที่เลือกอย่างระมัดระวังเปลี่ยนจำนวนและการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและโฮล

ซิลิกอนแท้

พลังงานความร้อนบางครั้งยกอิเล็กตรอนข้ามช่องว่างแถบ ทำให้เกิดตำแหน่งว่างที่เคลื่อนที่ได้เรียกว่าโฮล อิเล็กตรอนและโฮลมีจำนวนเท่ากัน

ซิลิกอนชนิด n

อะตอมผู้บริจาค เช่น ฟอสฟอรัส, อาร์เซนิก หรือแอนติโมนี ให้ประจุอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านผลึกได้ง่ายกว่าตัวพาหะแท้

ซิลิกอนชนิด p

อะตอมผู้รับ โดยส่วนใหญ่คือโบรอน สร้างโฮลที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวพาหะประจุบวกภายในโครงสร้างแถบวาเลนซ์

รอยต่อ p–n

ที่บริเวณที่ชนกันของพื้นที่ชนิด p และ n การกระจายประจุสร้างสนามไฟฟ้าภายใน ไดโอด, โฟโตไดโอด, ทรานซิสเตอร์ และเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของรอยต่อนี้

ผิวสัมผัส MOS

ชั้นออกไซด์หรือไดอิเล็กทริกที่ควบคุมได้แยกอิเล็กโทรดเกตออกจากซิลิกอน สนามไฟฟ้าจะสร้างหรือทำลายช่องทางนำไฟฟ้าที่ผิวสัมผัส

ข้อบกพร่องและกับดัก

ตำแหน่งว่าง, การเลื่อนตำแหน่ง, สิ่งเจือปน, รอยต่อเม็ดผลึก, พันธะที่ไม่สมบูรณ์ และพื้นผิวที่ปนเปื้อนสามารถดักจับประจุหรือทำให้อายุการใช้งานของตัวพาหะสั้นลง

สถานะของวัสดุ	ตัวพาหะหลัก	วิธีการผลิต	บทบาททั่วไป
ซิลิกอนแท้	อิเล็กตรอนและโฮลที่เกิดจากความร้อนมีจำนวนเท่ากัน	ผลึกบริสุทธิ์สูงโดยไม่มีสารเติมแต่งที่มีประจุไฟฟ้าโดยเจตนา	พฤติกรรมอ้างอิง, วัสดุตรวจจับ และจุดเริ่มต้นสำหรับการออกแบบอุปกรณ์
ซิลิกอนชนิด n	อิเล็กตรอน	การเติมสารบริจาคโดยเจตนา มักใช้ฟอสฟอรัส, อาร์เซนิก หรือแอนติโมนี	บริเวณทรานซิสเตอร์, จุดติดต่อ, ไดโอด, เซ็นเซอร์ และโครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์
ซิลิกอนชนิด p	โฮล	การเติมสารรับโดยเจตนา โดยส่วนใหญ่ใช้โบรอน	วัสดุรองรับ, บริเวณทรานซิสเตอร์, รอยต่อ, เซ็นเซอร์ และอุปกรณ์โฟโตโวลตาอิก
ซิลิกอนที่ถูกชดเชย	กำหนดโดยสมดุลระหว่างอะตอมผู้บริจาคและผู้รับ	มีสารเติมแต่งทั้งสองประเภทอยู่ ทั้งโดยเจตนาหรือผ่านการปนเปื้อน	การควบคุมความต้านทานไฟฟ้าอย่างละเอียดหรือการแก้ไขสิ่งเจือปนที่ไม่ต้องการ
ซิลิคอนที่เติมโดปอย่างรุนแรง	ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนหรือโฮลสูงมาก	การฝัง การแพร่ หรือการเติมโดปแบบเจริญเติบโตหนัก	การติดต่อและบริเวณที่มีความต้านทานต่ำและทำงานบางส่วนเหมือนตัวนำไฟฟ้า

“โฮล” ไม่ใช่โพรงว่างในผลึก มันเป็นคำอธิบายที่มีประโยชน์ของพฤติกรรมรวมของอิเล็กตรอน: เมื่อสถานะอิเล็กตรอนว่างเปล่า อิเล็กตรอนข้างเคียงสามารถเคลื่อนที่ทำให้ช่องว่างดูเหมือนเดินทางผ่านโครงผลึกในฐานะตัวพาหะบวก

กลับไปที่เมนูนำทาง

จากควอตซ์สู่ผลึกอิเล็กทรอนิกส์

การผลิตซิลิคอนเป็นลำดับของการควบคุมทางเคมีและโครงสร้างที่เพิ่มขึ้น ควอตซ์ถูกลดเป็นซิลิคอนเกรดโลหะ ทำให้บริสุทธิ์ผ่านสารประกอบระเหย สะสมเป็นโพลีซิลิคอน ตกผลึกเป็นแท่ง ตัดเป็นแผ่นเวเฟอร์ และจากนั้นลวดลายผ่านขั้นตอนการประมวลผลที่จัดการอย่างเข้มงวดหลายร้อยขั้นตอน

ลำดับอุตสาหกรรมที่เรียบง่าย: ควอตซ์และคาร์บอนถูกลดในเตาไฟฟ้า ซิลิคอนเกรดโลหะที่ได้ถูกแปลงเป็นโพลีซิลิคอนบริสุทธิ์ ผลึกที่ควบคุมได้ถูกเจริญเติบโตเป็นแท่ง และแท่งถูกตัดและขัดเงาเป็นแผ่นเวเฟอร์

การลดด้วยคาร์โบเทอร์มิกควอตซ์หรือควอตไซต์บริสุทธิ์สูงทำปฏิกิริยากับคาร์บอนในเตาอาร์คจม ปฏิกิริยารวมโดยย่อคือ SiO₂ + 2C → Si + 2CO
ซิลิคอนเกรดโลหะผลิตภัณฑ์จากเตามักมีซิลิคอนประมาณ 98–99% โดยมีสิ่งเจือปนที่ยังมากเกินไปสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง
การแปลงทางเคมีซิลิคอนทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างคลอโรซิลานหรือซิเลนที่ระเหยได้ ทำให้สามารถกลั่นซ้ำและทำให้บริสุทธิ์ทางเคมีได้
การสะสมโพลีซิลิคอนก๊าซบริสุทธิ์สลายตัวบนพื้นผิวที่ร้อนหรือในระบบฟลูอิไดซ์ สร้างแท่งหรือเม็ดที่บริสุทธิ์มาก
การเจริญเติบโตของผลึกการดึงแบบ Czochralski หรือการกลั่นแบบโซนลอยสร้างผลึกเดี่ยวที่ควบคุมได้ การหล่อหรือการแข็งตัวแบบมีทิศทางสร้างวัสดุผลึกหลายผลึก
การผลิตแผ่นเวเฟอร์แท่งซิลิคอนถูกจัดทิศทาง ตัด ขัดขอบ ขัดผิว กัด และขัดเงาก่อนเริ่มกระบวนการผลิตอุปกรณ์

ควอตซ์ถูกลดที่อุณหภูมิสูง

เคมีในเตาไฟฟ้ากำจัดออกซิเจนผ่านปฏิกิริยาที่มีคาร์บอนและผลิตซิลิคอนหลอมเหลวที่มีสิ่งเจือปนควบคุมได้แต่ยังคงมีอยู่ในระดับมาก

ซิลิคอนถูกแปลงเป็นก๊าซที่สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้

สารประกอบระเหยทำให้สามารถแยกโบรอน ฟอสฟอรัส โลหะ สารที่มีคาร์บอน และสิ่งเจือปนอื่น ๆ ผ่านกระบวนการทางเคมีได้

มีการสะสมโพลีซิลิคอนที่บริสุทธิ์สูงมาก

ความบริสุทธิ์ระดับหลายเก้าถูกทำให้สำเร็จเพราะแต่ละขั้นตอนการประมวลผลจะปฏิเสธหรือแยกสิ่งเจือปนที่อาจเปลี่ยนอายุการใช้งานของตัวพาหะและความต้านทานไฟฟ้า

มีการกำหนดทิศทางของผลึก

ผลึกเมล็ดนำการเจริญเติบโตเพื่อให้แท่งซิลิคอนที่เกิดขึ้นรักษาทิศทางที่เลือกไว้และความเข้มข้นของสารเติมแต่งที่ควบคุมได้

แท่งซิลิคอนกลายเป็นแผ่นเวเฟอร์

การเลื่อยด้วยลวดสร้างแผ่นบาง การตกแต่งขอบ การกัดด้วยสารเคมี และการขัดด้วยสารเคมี-กลไก ทำให้ได้พื้นผิวเรียบและมีข้อบกพร่องต่ำ

อุปกรณ์ถูกสร้างขึ้นเป็นชั้นๆ

การเกิดออกซิเดชัน การเคลือบ การถ่ายภาพ การกัดกร่อน การฝัง การแพร่ การทำความสะอาด การอบ และการเคลือบโลหะสร้างโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ทั่วแผ่นเวเฟอร์

ความบริสุทธิ์เป็นเพียงหนึ่งในข้อกำหนดเท่านั้น ซิลิคอนเกรดอุปกรณ์ต้องควบคุมข้อบกพร่องของผลึก ออกซิเจน คาร์บอน ความสม่ำเสมอของตัวเติม ฝุ่นผิว การปนเปื้อนของโลหะ ความเครียด ความเรียบ และความเสียหายระดับจุลภาคด้วย

กลับไปที่เมนูนำทาง

รูปแบบอุตสาหกรรม ประเภทผลึก และตัวอย่างสะสม

ตัวอย่างซิลิคอนธาตุมักเป็นผลิตภัณฑ์จากการผลิตมากกว่าการเก็บรวบรวมทางธรณีวิทยา ดังนั้นแหล่งที่มาที่มีประโยชน์ที่สุดจึงเป็นอุตสาหกรรม: กระบวนการ ชั้นความบริสุทธิ์ วิธีการเติบโต ทิศทางผลึก การเคลือบ ผู้ผลิต วันที่ และการใช้งานเดิม

ซิลิคอนทางโลหะวิทยา

ก้อนสีเทาเข้มเหมือนเหล็กที่มีหน้าผลึกแตกสว่าง สิ่งเจือปนไม่สม่ำเสมอ แตกหักเหมือนแก้ว และบางครั้งมีคราบสีน้ำเงินหรือบรอนซ์บนผิว

แท่งโพลีซิลิคอน

ซิลิคอนที่เคลือบด้วยความบริสุทธิ์สูง มีผิวด้านเป็นปุ่มเป็นเม็ด หรือคล้ายดอกกะหล่ำรอบเส้นใยกลาง

เม็ดโพลีซิลิคอน

อนุภาคเล็กไหลอิสระที่ผลิตเพื่อการจัดการและหลอมที่มีประสิทธิภาพในการผลิตผลึกหรือโฟโตโวลตาอิก

แท่งผลึกเดี่ยว

ผลึกทรงกระบอกหรือรูปทรงที่ควบคุมทิศทาง เส้นผ่านศูนย์กลาง ระดับออกซิเจน ตัวเติม และความต้านทานอย่างละเอียด

แผ่นเวเฟอร์ขัดเงาเหมือนกระจก

แผ่นบางแบนมากที่มีรอยเว้าหรือรอยแบนเพื่อกำหนดทิศทาง สีอาจมาจากออกไซด์ ไนไตรด์ โฟโต้เรซิสต์ หรือฟิล์มหลายชั้น

แผ่นเวเฟอร์หลายผลึก

แผ่นบางที่มีเมล็ดจำนวนมาก มักเห็นได้จากขอบที่กัดกร่อน เนื้อสัมผัสทิศทาง หรือความสะท้อนที่แตกต่างกัน

ซิลิคอนแบบแตกแขนง

ผลึกที่เติบโตจากการหลอมที่แตกแขนงภายใต้การควบคุมการเย็นตัว แทนการเติบโตของแร่ธรรมชาติทั่วไป

ฟิล์มซิลิคอนไม่มีรูปร่างผลึก

ชั้นบางที่เคลือบใช้ในอิเล็กทรอนิกส์ ตัวตรวจจับ จอแสดงผล และโครงสร้างโฟโตโวลตาอิก แทนที่จะเป็นผลึกเก็บแยกตัว

ซิลิคอนโซคราลสกี

เติบโตจากการหลอมในภาชนะซิลิกา อาจมีออกซิเจนที่ควบคุมได้ซึ่งส่งผลต่อความแข็งแรงทางกลและพฤติกรรมข้อบกพร่อง

ซิลิคอนโฟลตโซน

โซนหลอมเหลวแคบเคลื่อนที่ตามแท่งโดยไม่มีภาชนะหลอม ผลิตซิลิคอนที่มีออกซิเจนต่ำมากและความต้านทานสูงเป็นพิเศษ

ซิลิคอนหลายผลึกสำหรับโซลาร์เซลล์

ในอดีตหล่อเป็นบล็อกที่มีเมล็ดจำนวนมาก ขอบเมล็ดและสิ่งเจือปนต้องได้รับการป้องกันและออกแบบเซลล์อย่างระมัดระวัง

ชิปที่ผ่านการแปรรูป

ชิ้นเวเฟอร์ที่ตัดมาพร้อมทรานซิสเตอร์ เซ็นเซอร์ การเชื่อมต่อ โครงสร้างแสง หรือรูปแบบทดสอบ สีที่เห็นได้ส่วนใหญ่เกิดจากฟิล์มบนผิว

แผ่นเวเฟอร์ประวัติศาสตร์

แผ่นเวเฟอร์ที่มีเอกสารรับรองจากโครงการวิจัย สายการผลิต รุ่นอุปกรณ์ หรือสถาบันที่ระบุได้ อาจมีความสำคัญทางเทคโนโลยีเกินกว่าค่าของวัสดุ

ซิลิคอนแท้หายาก

เมล็ดธาตุธรรมชาติมักมีขนาดเล็กมากจนต้องใช้การวิเคราะห์จึงจะระบุได้ และฝังอยู่ในอุกกาบาตหรือเมทริกซ์บนโลกที่ผิดปกติมากกว่าจะขายเป็นผลึกหลวมขนาดใหญ่

“ท้องถิ่น” มีความหมายแตกต่างกันสำหรับซิลิกอนอุตสาหกรรม สำหรับเวเฟอร์หรือชิ้นตัวอย่างโพลีซิลิกอน โรงงานเจริญเติบโต เส้นทางการกลั่น ผู้ผลิต วันที่กระบวนการ การจัดวางผลึก และการใช้งานก่อนหน้านั้นมักให้ข้อมูลมากกว่าการขุดแร่ควอตซ์ต้นทาง

กลับไปที่เมนูนำทาง

เคมีพื้นผิว สีฟิล์มบาง และแสงอินฟราเรด

ซิลิกอนเปลือยไม่ได้มีสีฟ้า ม่วง หรือทองตามธรรมชาติ สีเหล่านั้นมักเกิดขึ้นเมื่อแสงสะท้อนจากขอบบนและล่างของฟิล์มโปร่งใสบาง ๆ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของความหนาออกไซด์หรือไนไตรด์จะเปลี่ยนสีแทรกสอดอย่างมาก

ออกไซด์ธรรมชาติ

การสัมผัสกับอากาศสร้างชั้นออกไซด์บางมากที่ป้องกันพื้นผิวทางเคมีแต่บางเกินไปที่จะสร้างสีที่มองเห็นได้ชัดเจน

ออกไซด์ความร้อน

การออกซิเดชันที่ควบคุมสร้างชั้น SiO₂ ที่หนาแน่นซึ่งสามารถวัดความหนาได้ด้วยแสงและออกแบบเพื่อการเป็นฉนวน การปิดบัง และการควบคุมพื้นผิว

ซิลิกอนไนไตรด์

การเคลือบ Si₃N₄ ใช้สำหรับการป้องกัน ควบคุมความเครียด การปิดบัง และป้องกันการสะท้อน สีแทรกสอดของมันอาจคล้ายหรือเกินกว่าสีของออกไซด์

ฟิล์มเรซิสต์และกระบวนการ

เรซิสต์อินทรีย์ โลหะ ไดอิเล็กทริก และชั้นซ้อนหลายชั้นเพิ่มสีเพิ่มเติมที่ไม่แสดงถึงสีของตัวซิลิกอนธาตุ

ความโปร่งใสของอินฟราเรด

ซิลิกอนบริสุทธิ์เพียงพอจะส่งผ่านส่วนของสเปกตรัมอินฟราเรดและมีดัชนีหักเหสูงเมื่ออยู่ต่ำกว่าขอบดูดกลืน

การดูดกลืนของตัวพาหะอิสระ

การเติมสารเจือปนหนักทำให้เกิดตัวพาหะเคลื่อนที่ที่ดูดกลืนรังสีอินฟราเรด ลดขอบเขตหน้าต่างแสงที่ใช้ได้

ลักษณะที่สังเกตเห็น	สาเหตุที่เป็นไปได้	ข้อควรระวังในการตีความ
รอยแตกสีเทาเหล็กสม่ำเสมอ	ซิลิกอนธาตุสดใหม่ที่มีฟิล์มผิวตกแต่งน้อย	สิ่งเจือปนทางโลหะวิทยาสามารถทำให้พื้นผิวมืดหรือมีจุด
เวเฟอร์สีน้ำเงิน ม่วง กุหลาบ หรือสีเหลืองอำพัน	การแทรกสอดของฟิล์มบางจากออกไซด์ ไนไตรด์ เรซิสต์ หรือกระบวนการหลายชั้น	สีเพียงอย่างเดียวไม่บ่งชี้ชนิดของสารเติมแต่ง ความบริสุทธิ์ หรือฟังก์ชันของอุปกรณ์
หน้ากระจกสีดำขัดเงา	การดูดกลืนที่มองเห็นได้ร่วมกับพื้นผิวสะท้อนแสงที่เรียบมาก	ลักษณะมืดไม่ได้หมายความว่าวัสดุเป็นแอมอร์ฟัสหรือมีความบริสุทธิ์ต่ำ
พื้นผิวโพลีคริสตัลไลน์แบบฝ้าฟาง	หลายหน้าตัดเล็ก ๆ ขอบเมล็ด ตุ่มที่ตกตะกอน หรือการกัดด้วยสารเคมี	พื้นผิวอาจเกิดจากการผลิตมากกว่าการตกผลึกตามธรรมชาติ
รอยวงกลมหรือรอยหมุนบนเวเฟอร์	การขัด ทำความสะอาด ความไม่สม่ำเสมอของการตกตะกอน รอยเส้นการเจริญเติบโตของผลึก หรือคราบกระบวนการ	อาจต้องใช้กล้องจุลทรรศน์มืออาชีพเพื่อแยกประวัติการผลิตออกจากความเสียหาย
รอยบากหรือรอยแบนปกติ	ลักษณะการจัดวางและการจัดการที่ผลิตขึ้น	ไม่ใช่ความเสียหายจากการแตกตามธรรมชาติ

สีแทรกสอดเป็นของชั้นผิว การลบ กัด ทำความสะอาด ให้ความร้อน หรือขีดข่วนชั้นนั้นอาจเปลี่ยนสีอย่างถาวรแม้ว่าซิลิกอนด้านล่างจะยังคงสมบูรณ์

กลับไปที่เมนูนำทาง

แอปพลิเคชัน: จากเคมีการก่อตัวของหินสู่พื้นผิวที่โปรแกรมได้

อิทธิพลของซิลิกอนขยายไปไกลกว่าชิปคอมพิวเตอร์ สารประกอบของมันครอบงำวัสดุทางธรณีวิทยา ในขณะที่ซิลิกอนบริสุทธิ์สนับสนุนการแปลงพลังงาน, การตรวจจับ, กลศาสตร์, แสง, เคมี และการวัดความแม่นยำ

แก้วและเซรามิกส์

ซิลิกาและซิลิเกตสร้างหน้าต่าง, เส้นใย, แก้วออปติก, เครื่องเคลือบดินเผา, วัสดุทนไฟ, เคลือบเงา, เครื่องมือในห้องปฏิบัติการ และเซรามิกส์ทางเทคนิค

ปูนซีเมนต์และคอนกรีต

แคลเซียมซิลิเกตควบคุมการให้ความชื้นของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์และการพัฒนาความแข็งแรงในคอนกรีต

วงจรรวม

เวเฟอร์ซิลิกอนบรรจุระบบตรรกะ, หน่วยความจำ, อิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อก, การควบคุมพลังงาน, การสื่อสาร และระบบสัญญาณผสม

โฟโตโวลตาอิกส์

ซิลิกอนผลึกดูดซับแสงอาทิตย์ แยกตัวพาหะที่เกิดจากแสงที่รอยต่อ และยังคงเป็นพื้นฐานของโมดูลโซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่

MEMS และเซ็นเซอร์

ซิลิกอนที่ผ่านการไมโครแมชีนสร้างอุปกรณ์วัดความเร่ง, เซ็นเซอร์ความดัน, ไมโครโฟน, ไจโรสโคป, ระบบของไหล และโครงสร้างเรโซแนนท์

อินฟราเรดและโฟโตนิกส์

ดัชนีหักเหสูงและการส่งผ่านอินฟราเรดช่วยให้เกิดตัวนำคลื่น, ตัวปรับสัญญาณ, ตัวตรวจจับ, เลนส์ และวงจรแสงแบบบูรณาการ

โลหะผสมทางโลหะวิทยา

ซิลิกอนช่วยปรับปรุงความสามารถในการหล่อ, กำจัดออกซิเจนในเหล็กกล้า, เปลี่ยนพฤติกรรมของโลหะผสมอลูมิเนียม และมีส่วนร่วมในซิลิไซด์ทนความร้อน

วัสดุซิลิโคน

เคมีซิลิกอนในอุตสาหกรรมสุดท้ายให้วัสดุซีลแลนท์, อีลาสโตเมอร์, สารหล่อลื่น, สารห่อหุ้ม, วัสดุเกรดทางการแพทย์ และโพลิเมอร์ทนความร้อน

การวัดความแม่นยำ

ผลึกและทรงกลมซิลิกอนบริสุทธิ์พิเศษที่ควบคุมไอโซโทปสนับสนุนการวัดมิติและการวิจัยค่าคงที่พื้นฐาน

อุปกรณ์ควอนตัม

ซิลิกอนที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไอโซโทปสามารถลดเสียงรบกวนแม่เหล็กรอบสถานะควอนตัมที่อิงสปินและให้แพลตฟอร์มการผลิตที่มีความชำนาญ

ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีของซิลิกอนเป็นผลสะสม ความอุดมสมบูรณ์มีความสำคัญ แต่คุณภาพของออกไซด์ ขนาดเวเฟอร์ การทำให้บริสุทธิ์ ความแข็งแรงทางกล พฤติกรรมความร้อน ความเข้ากันได้กับลิโทกราฟี โครงสร้างพื้นฐานการจัดหา และการปรับปรุงกระบวนการหลายสิบปี ก็สำคัญเช่นกัน

กลับไปที่เมนูนำทาง

การระบุและสิ่งที่ดูคล้ายกันทั่วไป

ซิลิกอนธาตุจำนวนมากสามารถระบุได้อย่างน่าเชื่อถือที่สุดผ่านการรวมกันของความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับลักษณะโลหะ, รอยแตกแบบเปราะเป็นรูปเปลือกหอย, สีเทาเข้ม, ผิวแข็ง, ไม่มีความเหนียวของโลหะ และแหล่งที่มาทางอุตสาหกรรม เวเฟอร์สำเร็จรูปจะถูกระบุได้ง่ายกว่าด้วยรูปทรง รอยบาก การขัด และชั้นกระบวนการมากกว่าการทดสอบภาคสนาม

ลำดับการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย

ศึกษาวัตถุทั้งหมดก่อนทดสอบด้านสว่างหนึ่งด้าน สำหรับวัสดุอุตสาหกรรม บรรจุภัณฑ์ ป้าย กำกับกระบวนการ รอยบากทิศทาง และฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องอาจให้ข้อมูลมากกว่ารอยแตกเอง

ระบุประเภทวัตถุแยกซิลิกอนจากโรงถลุง, โพลีซิลิกอน, ผลึกเดี่ยว, เวเฟอร์, ได, ซับสเตรตเคลือบ, โลหะผสม หรือของเลียนแบบ
ประเมินความหนาแน่นเชิงคุณภาพซิลิกอนรู้สึกเบาอย่างไม่คาดคิดเมื่อเทียบกับกะลานา, เฮมาไทต์, เหล็กกล้า หรือซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน
ตรวจสอบรูปทรงรอยแตก มองหาความโค้งแบบเปลือก ขอบคม ระนาบสะท้อนแสง และความแตกต่างของขอบเขตเมล็ด
ตรวจสอบชั้นผิว ระบุว่าสีมาจากออกไซด์ ไนไตรด์ โลหะ เรซิสต์ สิ่งปนเปื้อน หรือการเคลือบตกแต่ง
มองหาโครงสร้างเมล็ด วัสดุหลายผลึกอาจเผยให้เห็นหน้าตัด เมล็ด สิ่งเจือปนแยกตัว และเส้นทางแตกหักที่ไม่สม่ำเสมอ
ตรวจสอบแม่เหล็ก ซิลิคอนบริสุทธิ์ไม่ใช่แม่เหล็กถาวร การตอบสนองที่แรงบ่งชี้ถึงเฟอร์โรซิลิคอน โลหะที่ติดอยู่ หรือการปนเปื้อน
หลีกเลี่ยงการทดสอบรอยขีดข่วนบนเวเฟอร์ การทดสอบความแข็งทำลายพื้นผิวที่ขัดเงาและอาจทำให้เกิดรอยแตกจากขอบได้
ใช้การวิเคราะห์เมื่อจำเป็น สเปกโตรสโกปีแรแมน การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ ความต้านทาน การส่งผ่านอินฟราเรด และวิธีการวิเคราะห์องค์ประกอบสามารถยืนยันวัสดุและสถานะกระบวนการได้

วัสดุ	เหตุผลที่อาจคล้ายซิลิคอน	ความแตกต่างที่มีประโยชน์
ควอตซ์หรือแก้วซิลิกา	ความแข็งใกล้เคียงกัน การแตกหักแบบคอนคอยด์ และเคมีที่อุดมด้วยซิลิคอน	ควอตซ์และแก้วเป็น SiO₂ โดยปกติใสหรือโปร่งแสงและไม่ใช่โลหะ ซิลิคอนบริสุทธิ์มีสีเข้มและทึบแสงในแสงที่มองเห็น
ซิลิคอนคาร์ไบด์	วัสดุพันธะโควาเลนต์สีเข้มที่มีพื้นผิวโลหะหรือสีรุ้ง	SiC แข็งกว่า หนาแน่นกว่า และมักแสดงสีรุ้งเทียมหรือแผ่นผลึกที่ชัดเจนกว่า
การีนา	ลักษณะโลหะสีเทานำตะกั่วและเปราะ	การีนา หนักกว่า นุ่มกว่า และแสดงการแตกหักเป็นลูกบาศก์ที่สมบูรณ์แบบ
ฮีมาไทต์	พื้นผิวโลหะสีเทาเหล็กหรือกึ่งโลหะ	ฮีมาไทต์มีความหนาแน่นมากกว่าและทิ้งรอยแดงน้ำตาล
กราไฟต์	สีเทาเข้ม มีประกายกึ่งโลหะ และนำไฟฟ้าได้	กราไฟต์นุ่มมาก มันเงา ทิ้งรอยดำ และแตกเป็นแผ่นยืดหยุ่น
เฟอร์โรซิลิคอน	ก้อนโลหะสีเข้มในอุตสาหกรรมที่มีซิลิคอนจำนวนมาก	ความหนาแน่นสูงกว่า อาจมีแม่เหล็ก เฟสโลหะผสม และเคมีที่มีธาตุเหล็กมาก
แก้วโลหะหรือขี้หลอม	รอยแตกสะท้อนแสงสีเข้มและรูปทรงอุตสาหกรรมที่ไม่สม่ำเสมอ	ฟองอากาศ ลวดลายการไหล ความหนาแน่นไม่สม่ำเสมอ ส่วนผสมหลากหลาย และไม่มีลักษณะเฉพาะของซิลิคอนผลึก
เวเฟอร์แก้วเคลือบ	วัสดุรองรับทรงกลมแบนพร้อมฟิล์มบางสีสันสดใส	การส่งผ่านที่ขอบ ความหนาแน่นต่ำ พฤติกรรมการแตกหัก และการทดสอบทางแสงช่วยแยกแก้วออกจากซิลิคอน

สีเพียงอย่างเดียวไม่สามารถระบุเวเฟอร์ได้ ฟิล์มสีน้ำเงิน ม่วง ทอง เขียว และชมพู อาจเกิดขึ้นบนซิลิคอน แก้ว ไพลิน ซิลิคอนคาร์ไบด์ ควอตซ์ หรือวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ผสม

กลับไปที่เมนูนำทาง

การแยกสาร วิทยาศาสตร์เซมิคอนดักเตอร์ และการเติบโตของแพลตฟอร์มซิลิคอน

ประวัติของซิลิคอนเคลื่อนจากการวิเคราะห์แร่ไปสู่การแยกสารเคมี จากวัสดุในห้องปฏิบัติการที่เปราะบางไปสู่ผลึกบริสุทธิ์สูง และจากไดโอดเดี่ยวไปสู่ระบบแบบบูรณาการ การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญไม่ได้เป็นเพียงการค้นพบธาตุเท่านั้น แต่คือการเรียนรู้ที่จะควบคุมความบริสุทธิ์ พื้นผิว ข้อบกพร่องของผลึก และอินเทอร์เฟซของมัน

ศตวรรษที่สิบแปด

ซิลิกาถูกยอมรับว่าเป็นออกไซด์ของธาตุที่ไม่รู้จัก

นักเคมีเข้าใจว่าสิ่งแร่ควอตซ์และวัสดุที่เกี่ยวข้องมีส่วนประกอบที่ต้านทานการลดปกติ แต่การแยกยังคงยากเพราะซิลิคอนจับตัวแน่นกับออกซิเจน

1811–1817

ซิลิคอนที่ไม่บริสุทธิ์ถูกเตรียมและชื่อภาษาอังกฤษพัฒนา

การทดลองลดลงในช่วงแรกผลิตวัสดุที่มีซิลิคอน ขณะที่ชื่อ “ซิลิคอน” แทนที่รูปแบบที่อิงตามชื่อธาตุโลหะโดยตรงมากกว่า

1824

Jöns Jacob Berzelius แยกซิลิคอนแบบไม่มีรูปแบบผลึก

Berzelius ผลิตและอธิบายวัสดุองค์ประกอบที่บริสุทธิ์มากขึ้น สร้างพื้นฐานสำหรับอัตลักษณ์ทางเคมีของซิลิคอน

1854

ซิลิคอนผลึกถูกเตรียมขึ้น

Henri Sainte-Claire Deville ได้ซิลิคอนผลึก ทำให้ความเงา, ความเปราะ และโครงสร้างของมันเข้าถึงการศึกษาได้ง่ายขึ้น

ต้นศตวรรษที่ยี่สิบ

ซิลิคอนกลายเป็นวัสดุตรวจจับอิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์จุดสัมผัสและเครื่องตรวจจับผลึกแสดงการเรียงทิศทางก่อนที่การเจริญเติบโตผลึกบริสุทธิ์สูงจะทำให้วิศวกรรมเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่เป็นไปได้

ทศวรรษ 1950

ซิลิคอนบริสุทธิ์สูงช่วยให้ทรานซิสเตอร์และเซลล์แสงอาทิตย์ใช้งานได้จริง

การทำให้บริสุทธิ์, การควบคุมสารเติมแต่ง, การก่อตัวของรอยต่อ และการเจริญเติบโตของผลึกทำให้ซิลิคอนกลายเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงมากขึ้นแทนเจอร์เมเนียม

ปลายทศวรรษ 1950 และ 1960

การป้องกันพื้นผิว, การประมวลผลแบบระนาบ และอุปกรณ์ MOS เปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิต

อินเทอร์เฟซซิลิคอน–ออกไซด์ที่ควบคุมได้ทำให้สามารถปกป้องพื้นผิว, กำหนดอุปกรณ์ด้วยภาพถ่าย และสร้างวงจรรวมที่หนาแน่น

วิศวกรรมวัสดุสมัยใหม่

ซิลิคอนขยายตัวเข้าสู่โฟโตโวลตาอิก, MEMS, โฟโตนิกส์, เมโทโลยี และการวิจัยควอนตัม

แพลตฟอร์มการผลิตเดียวกันนี้สนับสนุนการแปลงพลังงาน, เซ็นเซอร์กลไก, วงจรแสง, ผลึกที่ควบคุมไอโซโทป และอุปกรณ์นาโนสเกล

ซิลิคอนไม่ได้กลายเป็นพื้นฐานเพราะมันนำไฟฟ้าได้ดีเป็นพิเศษในสภาพธรรมชาติ แต่มันกลายเป็นพื้นฐานเพราะการนำไฟฟ้า, พื้นผิว, รูปร่าง และอินเทอร์เฟซสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำอย่างยิ่ง

กลับไปที่เมนูนำทาง

การประเมิน, แหล่งที่มา และความสำคัญสัมพัทธ์

ซิลิคอนไม่มีระบบจัดเกรดผู้รวบรวมสากล ชิ้นส่วนหยาบจากเตาหลอม, แท่งโพลีซิลิคอน, ผลึกเดี่ยวทางวิทยาศาสตร์, เวเฟอร์ผลิต, ชิ้นส่วนที่มีลวดลาย, เซลล์แสงอาทิตย์ยุคแรก, วงจรรวมประวัติศาสตร์ และเมล็ดธรรมชาติที่หายาก ต้องการลำดับความสำคัญที่แตกต่างกัน

ตัวตนของวัสดุ

ยืนยันว่าวัตถุเป็นซิลิคอนบริสุทธิ์, โลหะผสม, ซิลิคอนคาร์ไบด์, กระจกเคลือบ, เซมิคอนดักเตอร์ที่ผ่านการแปรรูป หรือวัสดุอุตสาหกรรมอื่น

รูปแบบผลึก

บันทึกรูปแบบของผลึกเดี่ยว, ผลึกหลายผลึก, ผลึกแบบกิ่งไม้, ฟิล์มไม่มีรูปแบบ, รูพรุน, แตกหัก, ตัด, ขัดเงา หรือรูปแบบที่เคลือบ

ความสมบูรณ์ของพื้นผิว

ตรวจสอบขอบที่แตก, รอยแยก, รอยขีดข่วน, ความขุ่นมัว, รอยนิ้วมือ, สีออกไซด์, การลอกชั้น, การกัดกร่อน และการทำโลหะเสียหาย

ประวัติการประมวลผล

ผู้ผลิต วิธีการเจริญเติบโต โรงงาน ทิศทางเวเฟอร์ ตัวเติม ความต้านทาน เส้นผ่านศูนย์กลาง วันที่ และการใช้งานที่ตั้งใจไว้ อาจมีความสำคัญมากกว่าความสมบูรณ์ทางสายตา

บริบททางประวัติศาสตร์

ป้ายวิจัย รุ่นการผลิต สถาบัน ประเภทอุปกรณ์ บรรจุภัณฑ์ และเอกสารอาจยืนยันความสำคัญทางเทคโนโลยี

แหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ

การอ้างสิทธิ์ซิลิกอนธรรมชาติต้องการตำแหน่ง วัสดุโฮสต์ หลักฐานทางวิเคราะห์ และการรักษาเมทริกซ์เดิม

ประเภทวัตถุ	คุณสมบัติที่ควรให้ความสำคัญ	จุดที่ต้องตรวจสอบ
ก้อนซิลิกอนทางโลหะวิทยา	รอยแตกตัวแทน แหล่งอุตสาหกรรม เนื้อสัมผัสของสิ่งเจือปน ขนาด และผิวที่เสถียร	การทดแทนเฟอร์โรซิลิกอน ตะกรัน การเคลือบ การเกิดออกไซด์ ขอบแหลม และแหล่งที่มาไม่มีเอกสาร
แท่งหรือเม็ดโพลีซิลิกอน	รูปร่างการตกตะกอน เอกสารความบริสุทธิ์ วิธีการผลิต และโครงสร้างที่สมบูรณ์	การปนเปื้อน คราบจากการจับต้อง เส้นใยแตก การเคลือบ และการอ้างสิทธิ์ผลึกธรรมชาติที่ทำให้เข้าใจผิด
เวเฟอร์ผลึกเดี่ยว	เส้นผ่านศูนย์กลาง ทิศทาง รอยบาก ความหนา การขัดเงา ตัวเติม ความต้านทาน และวิธีการเจริญเติบโต	ชิปขอบ รอยแตกจุลภาค การบิดงอ รอยขีดข่วน การปนเปื้อน การเคลือบ และประวัติการประมวลผลที่ไม่ทราบ
เวเฟอร์ที่มีลวดลาย	อุปกรณ์หรือลวดลายทดสอบ บริบทการผลิต วันที่ การจัดวางชิ้นงาน เอกสาร และการรักษาผิว	โลหะกัดกร่อน ฟิล์มลอกคราบ คราบเรซินถ่ายภาพ ขอบแตก และประวัติที่ไม่สมบูรณ์
ชิ้นงานหรือวงจรทางประวัติศาสตร์	ฟังก์ชันที่ระบุได้ ผู้ผลิต วันที่ บรรจุภัณฑ์ สถาบัน และบริบททางเทคโนโลยี	การบรรจุใหม่ การลบป้าย การทำเครื่องหมายปลอม การแตกของพันธะ และเอกสารที่ขาดหาย
ตัวอย่างซิลิกอนธรรมชาติ	เมทริกซ์ธรรมชาติ ตำแหน่งที่แน่นอน การยืนยันทางวิเคราะห์ ขนาด และประวัติการตีพิมพ์	การปนเปื้อนในอุตสาหกรรม วัสดุจากโรงถลุง เศษซากจากแรงกระแทก การฝังเทียม และการอ้างอิงที่ไม่มีหลักฐาน

ความบริสุทธิ์สูงสุดไม่ใช่ความสำคัญสูงสุดเสมอไป เวเฟอร์ที่บันทึกไว้ตั้งแต่แรก ตัวอย่างควบคุมกระบวนการที่ผิดปกติ ผลึกวิจัยที่ล้มเหลว หรือการเกิดขึ้นตามธรรมชาติขนาดจุลภาคอาจให้ข้อมูลมากกว่าดิสก์ขัดเงาที่ไม่ระบุชื่อ

กลับไปที่เมนูนำทาง

การดูแล การเก็บรักษา การจัดแสดง และความปลอดภัยในเวิร์กช็อป

ซิลิกอนองค์ประกอบจำนวนมากมีความเสถียรทางเคมีภายใต้สภาพในร่มปกติ แต่ขอบของมันเปราะและผิวที่ผ่านการประมวลผลอาจมีออกไซด์ ไนไตรด์ โลหะ โพลิเมอร์ หรือโครงสร้างอุปกรณ์ที่บอบบาง ควรดูแลวัตถุทั้งหมดแทนที่จะดูแค่ฐานซิลิกอนเพียงอย่างเดียว

ก้อนซิลิกอนจำนวนมาก

รองรับชิ้นส่วนที่ไม่สม่ำเสมอในฐานรองรับที่บุด้วยวัสดุป้องกัน หลีกเลี่ยงการทำตก และเก็บขอบแตกแหลมให้ห่างจากตัวอย่างใกล้เคียงและมือ

เวเฟอร์เปลือย

จับที่ขอบด้วยถุงมือสะอาดหรือเครื่องมือเวเฟอร์ที่เหมาะสม หลีกเลี่ยงการงอ กดขอบ ซ้อนกันโดยไม่มีตัวกั้น และการสัมผัสกับฝุ่นละออง

เวเฟอร์เคลือบ

อย่าสมมติว่าผิวสีสันสดใสทนต่อน้ำ แอลกอฮอล์ ตัวทำละลาย น้ำยาทำความสะอาด หรือการเช็ดฟิล์มที่มองเห็นได้อาจนุ่มกว่าและมีความเสถียรน้อยกว่าซิลิกอน

อุปกรณ์ที่ผ่านการประมวลผล

เส้นโลหะ, แผ่นบัดกรี, โพลิเมอร์, และวงจรรวมบรรจุอาจกัดกร่อนหรือลอกแยก อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานอาจต้องการการป้องกันการคายประจุไฟฟ้าสถิตด้วยเช่นกัน

การควบคุมฝุ่น

อย่าขัดแห้ง, ขัดทราย, เจาะ, หรือบดซิลิคอนอย่างไม่ระมัดระวัง ใช้วิธีเปียกที่เหมาะสมหรือการดูดท้องถิ่นและป้องกันดวงตาและระบบทางเดินหายใจที่เหมาะสม

เศษอุตสาหกรรมที่ไม่ทราบ

วัสดุที่ผ่านการประมวลผลอาจมีฟิล์มโลหะ, ตัวเติม, คราบตกค้าง, ตะกั่วบัดกรี, โฟโต้เรซิสต์, หรือการปนเปื้อนที่มองไม่เห็นจากพื้นผิวด้านหน้า

ความเสี่ยง	ผลกระทบที่เป็นไปได้	แนวทางป้องกัน
แรงกระแทกขอบ	การแตกหัก, รอยร้าวรัศมี, การลอกแยก, และเศษแหลมคม	ใช้ฐานรองรับบุผ้า, การติดตั้งที่ไม่สัมผัสขอบ, และการเก็บแยก
การโค้งงอของแผ่นเวเฟอร์	การแตกหักอย่างกะทันหันจากการงอเล็กน้อยหรือข้อบกพร่องขอบที่มีอยู่ก่อน	ยกด้วยการรองรับที่สม่ำเสมอและอย่าบังคับแผ่นเวเฟอร์เข้าในที่ยึดที่แน่น
ฝุ่นขัดเงา	รอยขีดข่วนถาวร, ความมัว, การสูญเสียความเงา, และความเสียหายต่อฟิล์มบาง	กำจัดอนุภาคหลวมด้วยลูกยางลมสะอาดหรือวิธีไม่สัมผัสที่ควบคุมก่อนเช็ด
สารละลายหรือสารทำความสะอาดในครัวเรือน	ป้องกันการบวมของเรซิน, การสูญเสียการเคลือบ, การกัดกร่อนของโลหะ, คราบตกค้าง, และการเปลี่ยนสีแทรกสอด	ไม่ใช้สารเคมีทำความสะอาดที่ดัดแปลงเองบนพื้นผิวที่ผ่านการประมวลผล
ความต่างอุณหภูมิ	การแตกร้าวจากความเครียด, การลอกของฟิล์ม, และความล้มเหลวของการทำโลหะ	หลีกเลี่ยงเปลวไฟ, ไอน้ำ, แผ่นร้อน, โคมไฟแรง, และการเปลี่ยนอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
การคายประจุไฟฟ้าสถิต	ความเสียหายต่อวงจรที่ทำงานหรือมีความสำคัญทางประวัติศาสตร์	ใช้การจัดการป้องกันไฟฟ้าสถิตเมื่ออุปกรณ์ยังคงทำงานหรือไม่ได้รับการป้องกัน
การตัดหรือเจียรแบบแห้ง	อนุภาคลอยตัวคมและผงละเอียดที่อาจติดไฟได้	ใช้การควบคุมฝุ่นที่เหมาะสมตามวิชาชีพและหลีกเลี่ยงการประมวลผลเศษเคลือบที่ไม่ทราบ
การติดตั้งที่ไม่มั่นคง	การลื่นไถลของแผ่นเวเฟอร์, แรงกดขอบ, การแตกหัก, และการขีดข่วนกับคลิปแข็ง	ใช้ฐานรองรับที่กว้างและไม่กดจุด

การทำความสะอาดควรรักษาประวัติการประมวลผลไว้ สีออกไซด์จาง ๆ, คราบโฟโต้เรซิสต์, เครื่องหมายทดสอบ, ขอบการสะสม, หรือฟิล์มที่มีลวดลายอาจเป็นส่วนหนึ่งของบันทึกเทคโนโลยีของตัวอย่างมากกว่าสิ่งสกปรกที่ลบออกได้

กลับไปที่เมนูนำทาง

การบันทึกและคำอธิบายที่รับผิดชอบ

บันทึกซิลิคอนที่ชัดเจนแยกองค์ประกอบธาตุ, ชั้นความบริสุทธิ์, โครงสร้างผลึก, รูปแบบอุตสาหกรรม, ประวัติการประมวลผล, การเคลือบ, สถานะอุปกรณ์, แหล่งกำเนิดธรรมชาติ, และสภาพ “ผลึกซิลิคอน” เพียงอย่างเดียวอาจซ่อนข้อมูลส่วนใหญ่ที่ทำให้ตัวอย่างมีความหมาย

ตัวตนของวัสดุ

บันทึกซิลิคอนธาตุ, เฟอร์โรซิลิคอน, ซิลิคอนคาร์ไบด์, ซิลิคอนเคลือบ, แก้วรองรับ, โพลีซิลิคอน, หรือวัสดุอื่นที่ได้รับการยืนยัน

ความเป็นผลึก

บันทึกผลึกเดี่ยว, ผลึกหลายเม็ด, ผลึกหลายผลึก, ไม่มีรูปร่างผลึก, มีรูพรุน, รูปร่างกิ่งก้าน, หรือโครงสร้างที่ไม่ทราบ

วิธีการเจริญเติบโตและการกลั่น

บันทึกการถลุงทางโลหะวิทยา, การสะสมแบบ Siemens, เม็ดเตียงฟลูอิไดซ์, การเจริญเติบโตแบบ Czochralski, การเจริญเติบโตแบบโซนลอย, การหล่อ, หรือการสะสมฟิล์มเมื่อทราบ

ข้อกำหนดทางอิเล็กทรอนิกส์

รักษาทิศทาง, ตัวเติม, ประเภทการนำไฟฟ้า, ความต้านทาน, เส้นผ่านศูนย์กลาง, ความหนา, ความเรียบ, ชั้นออกซิเจน, และการใช้งานอุปกรณ์

กองซ้อนพื้นผิว

อธิบายสภาพเปลือย, ออกไซด์, ไนไตรด์, เคลือบโลหะ, เคลือบโฟโต้เรซิสต์, ผ่านการป้องกัน, มีลวดลาย, กัดกร่อน หรือบรรจุภัณฑ์

แหล่งที่มาและสภาพ

เก็บข้อมูลผู้ผลิต, สถาบัน, โครงการ, วันที่, บรรจุภัณฑ์, การใช้งานก่อนหน้า, ชิปขอบ, รอยขีดข่วน, การปนเปื้อน, การซ่อมแซม และภาพถ่าย

คำอธิบายที่กระชับสามารถยังคงแม่นยำ “แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนผลึกเดี่ยวชนิด p ที่เติบโตด้วยวิธี Czochralski, ทิศทาง (100), ออกไซด์ด้วยความร้อน, ชิปทดสอบที่มีลวดลาย, ชิปขอบที่รอยบาก, มีเอกสารผู้ผลิต” สื่อสารได้มากกว่าคำว่า “แผ่นซิลิคอนสีฟ้า”

กลับไปที่เมนูนำทาง

สัญลักษณ์ร่วมสมัยและความหมายเชิงสะท้อน

การอ่านสัญลักษณ์สมัยใหม่ของซิลิคอนสามารถดึงโดยตรงจากพฤติกรรมวัสดุจริงของมัน: โครงสร้างสี่เท่า, สิ่งเจือปนที่ควบคุมได้, การนำไฟฟ้าแบบเลือก, อินเทอร์เฟซแบบชั้น, การจัดรูปแบบที่แม่นยำ และการเปลี่ยนแร่ธาตุที่อุดมสมบูรณ์ให้เป็นแพลตฟอร์มคริสตัลที่แม่นยำ ธีมเหล่านี้เป็นการสะท้อนร่วมสมัยมากกว่าการอ้างสิทธิ์เกี่ยวกับประเพณีซิลิคอนโบราณ

โครงสร้างก่อนความซับซ้อน

ระบบอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่เริ่มต้นด้วยความสัมพันธ์ท้องถิ่นซ้ำๆ: อะตอมแต่ละตัวเชื่อมต่ออย่างคาดเดาได้กับเพื่อนบ้านสี่ตัว

การเติมเล็กน้อย ผลกระทบใหญ่

ความเข้มข้นของสารเติมแต่งเล็กน้อยสามารถเปลี่ยนความนำไฟฟ้าได้หลายเท่า บ่งชี้ว่าสารอินพุตที่เลือกอย่างระมัดระวังมีความสำคัญกว่าความอุดมสมบูรณ์ที่ไม่เลือกสรร

อินเทอร์เฟซสร้างฟังก์ชัน

ขอบเขตระหว่างซิลิคอนกับชั้นฉนวนไม่ใช่แค่การแบ่งแยก แต่เป็นที่ที่ช่องทางและอุปกรณ์ที่ควบคุมได้กลายเป็นไปได้

การทำให้บริสุทธิ์ในฐานะการเลือก

ความบริสุทธิ์ทางอิเล็กทรอนิกส์เกิดขึ้นจากการแยกและวัดซ้ำๆ มากกว่าการลบอย่างรุนแรงครั้งเดียว

ข้อจำกัดที่มีรูปแบบ

วงจรที่มีประโยชน์ไม่ได้เป็นตัวนำไฟฟ้าทุกที่ แต่มุ่งเน้นการเคลื่อนไหวผ่านพื้นที่, อุปสรรค และจุดเชื่อมต่อที่ตั้งใจไว้

พื้นผิวและภายใน

สีของแผ่นเวเฟอร์อาจเป็นของฟิล์มที่หนาเพียงนาโนเมตรเดียว เตือนให้เรารู้ว่าการนำเสนอและโครงสร้างพื้นฐานมีความเกี่ยวข้องแต่ไม่เหมือนกัน

การทบทวนแผ่นเวเฟอร์-มูน

เลือกระบบหนึ่งระบบที่รู้สึกซับซ้อนเพราะทุกส่วนถูกปฏิบัติว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าเท่าเทียมกัน
ระบุโครงสร้างศูนย์กลางที่ต้องคงความมั่นคง
ตั้งชื่ออินพุตหนึ่งรายการที่จะเพิ่ม, สิ่งเจือปนหนึ่งอย่างที่จะลบออก และขอบเขตหนึ่งขอบเขตที่จะเสริมความแข็งแรง
กำหนดว่าการเคลื่อนไหวควรเป็นเรื่องง่ายที่ใดและความต้านทานมีประโยชน์ที่ใด
เลือกการกระทำที่วัดได้หนึ่งอย่างที่เปลี่ยนแปลงระบบโดยไม่ต้องสร้างใหม่ทั้งหมด
ทบทวนผลลัพธ์หลังจากรอบสมบูรณ์หนึ่งรอบและปรับเพียงตัวแปรเดียวในแต่ละครั้ง

การสะท้อนเชิงสัญลักษณ์มีประโยชน์เมื่อมันเปลี่ยนแปลงการปฏิบัติที่สังเกตได้ ซิลิคอนสามารถกระตุ้นอินเทอร์เฟซที่สะอาดขึ้นหนึ่งอินเทอร์เฟซ, อินพุตที่เลือกหนึ่งรายการ, ขอบเขตที่ได้รับการปกป้องหนึ่งขอบเขต หรือเส้นทางหนึ่งเส้นทางที่พลังงานและความสนใจสามารถเคลื่อนที่อย่างมีเจตนา

กลับไปที่เมนูนำทาง

ดำเนินการต่อไปยังคู่มือซิลิคอนเฉพาะทาง

ซิลิคอนสามารถสำรวจได้ผ่านคริสตัลโลกราฟีของธาตุ, ออปติกของเซมิคอนดักเตอร์, ธรณีวิทยา, การกลั่นอุตสาหกรรม, โครงสร้างโพลีคริสตัลไลน์, ประวัติศาสตร์เทคโนโลยี, สัญลักษณ์สมัยใหม่ และการสะท้อนปฏิบัติ

โครงสร้างธาตุและแสง ซิลิคอน: ลักษณะทางกายภาพและแสง พันธะแบบเพชร-ลูกบาศก์ ความหนาแน่น ความแข็ง การแยกตัว ช่องว่างแถบ พฤติกรรมความร้อน การส่งผ่านอินฟราเรด ชั้นออกไซด์ และการระบุ โลกและต้นกำเนิดวัสดุ ซิลิคอน: การก่อตัว ธรณีวิทยา และชนิดต่างๆ ซิลิคอนในแร่เปลือกโลก วัฏจักรซิลิกา การเกิดขึ้นของซิลิคอนธรรมชาติที่หายาก การลดในอุตสาหกรรม การเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว รูปแบบไม่มีผลึก และสารประกอบที่เกี่ยวข้อง การประเมินและแหล่งกำเนิด ซิลิคอน: การประเมินและแหล่งที่มา ความบริสุทธิ์ ความเป็นผลึก สภาพเวเฟอร์ แหล่งที่มาในอุตสาหกรรม การเกิดขึ้นตามธรรมชาติ การเคลือบ ประวัติการผลิต ป้ายกำกับ และการดูแลรักษา เมล็ดผลึกและขอบเขต โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน: ลักษณะทางกายภาพและแสง โครงสร้างเมล็ดผลึก ข้อบกพร่องที่ขอบผลึก การแตก การกัดกร่อน การสะท้อน พฤติกรรมของพาหะ การแยกสิ่งเจือปน และการเปรียบเทียบกับผลึกเดี่ยว ประวัติศาสตร์และเทคโนโลยี ซิลิคอน: ประวัติศาสตร์และความสำคัญทางวัฒนธรรม ซิลิกาในวัฒนธรรมวัสดุยุคแรก การแยกธาตุ การพัฒนาสารกึ่งตัวนำ พลังงานแสงอาทิตย์ วงจรรวม และภาษาวัฒนธรรมของยุคซิลิคอน การตกผลึกในอุตสาหกรรม โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน: การก่อตัวและชนิดต่างๆ การตกตะกอนโพลีซิลิคอน การเกิดเมล็ดผลึก การหล่อ การแข็งตัวแบบมีทิศทาง วัตถุดิบพลังงานแสงอาทิตย์ รูปร่าง การทำให้บริสุทธิ์ และรูปแบบอุตสาหกรรม ตำนานและการตีความสมัยใหม่ ซิลิคอน: ตำนานและความเชื่อ การแยกแยะอย่างรอบคอบระหว่างสัญลักษณ์หินโบราณ ตำนานเทคโนโลยีสมัยใหม่ อุปมาอุปไมยยุคดิจิทัล นิยายวิทยาศาสตร์ และการตีความทางจิตวิญญาณร่วมสมัย การปฏิบัติสะท้อนที่มุ่งเน้น ดวงจันทร์เวเฟอร์ การปฏิบัติที่มีโครงสร้างซึ่งสร้างขึ้นรอบๆ อินเทอร์เฟซ การควบคุมอินพุต การนำไฟฟ้าแบบเลือกสรร แสงแบบชั้น และการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้หนึ่งอย่าง

กลับไปที่เมนูนำทาง

คำถามที่พบบ่อย

ซิลิคอนเป็นโลหะหรือไม่?

ซิลิคอนโดยทั่วไปจัดเป็นโลหะกึ่งตัวนำ มีพื้นผิวดูเหมือนโลหะแต่เป็นสารกึ่งตัวนำที่มีพันธะโควาเลนต์ ซึ่งการนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและสารเติมแต่งมากกว่าโลหะทั่วไป

ซิลิคอนเหมือนกับซิลิกาหรือไม่?

ไม่ใช่ ซิลิคอนคือธาตุ Si ซิลิกาคือซิลิคอนไดออกไซด์ SiO₂ รวมถึงควอตซ์ คริสโตบาลิต ทริไดไมต์ โอปอล แก้วซิลิกา และรูปแบบแรงดันสูง

ซิลิคอนเหมือนกับซิลิโคนหรือไม่?

ไม่ใช่ ซิลิโคนเป็นครอบครัวของโพลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีโครงกระดูกซิลิคอน–ออกซิเจนสลับกันและมีกลุ่มอินทรีย์ข้างเคียง ยางซิลิโคน น้ำมัน เรซิน และซีแลนท์ไม่ใช่ซิลิคอนธาตุ

ทำไมซิลิคอนธรรมชาติจึงหายากมาก?

ซิลิคอนจับตัวกับออกซิเจนได้อย่างแข็งแรงและเข้าสู่โครงสร้างซิลิกาและซิลิเกตได้ง่าย ซิลิคอนธาตุธรรมชาติต้องการสภาวะที่ลดลงอย่างผิดปกติและมักมีขนาดเล็กมาก

ทำไมแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนจึงดูเป็นสีน้ำเงินหรือตะวันออกม่วง?

สีมักเกิดจากการแทรกแซงในชั้นบางของออกไซด์ ไนไตรด์ โฟโตรีซิสต์ หรือฟิล์มหลายชั้น ซิลิคอนเปลือยเองจะมีสีเทาเข้มจนเกือบดำเมื่อขัดเงา

ทำไมซิลิคอนจึงถูกใช้ในชิปคอมพิวเตอร์?

ซิลิกอนรวมคุณสมบัติช่องว่างพลังงานที่เหมาะสม ออกไซด์พื้นเมืองและออกไซด์ความร้อนคุณภาพสูง การปิดผิวที่ยอดเยี่ยม การนำความร้อนที่เพียงพอ ความแข็งแรงทางกล วัตถุดิบที่มีมาก การทำให้บริสุทธิ์ที่พัฒนาแล้ว และวิธีการผลิตที่ก้าวหน้าอย่างสูง

ความแตกต่างระหว่างซิลิกอนชนิด p กับชนิด n คืออะไร?

ซิลิกอนชนิด p มีตัวเติมโดปแบบรับที่ทำให้รูเป็นพาหะส่วนใหญ่ ซิลิกอนชนิด n มีตัวเติมโดปแบบให้ที่ทำให้อิเล็กตรอนเป็นพาหะส่วนใหญ่

รูคืออะไร?

รูคือพาหะบวกที่เกิดจากสถานะอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปในแถบวาเลนซ์ มันทำงานเหมือนกับประจุบวกที่เคลื่อนที่ผ่านผลึก

โพลีซิลิกอนคืออะไร?

โพลีซิลิกอนคือซิลิกอนบริสุทธิ์ผลึกหลายเม็ด มักถูกเคลือบเป็นแท่ง ก้อน หรือเม็ดเล็กๆ และต่อมาหลอมเพื่อผลิตเวเฟอร์หรือเซลล์แสงอาทิตย์

ความแตกต่างระหว่างซิลิกอนผลึกหลายเม็ดกับผลึกเดี่ยวคืออะไร?

ซิลิกอนผลึกเดี่ยวรักษาทิศทางผลึกเดียวตลอดปริมาตรที่ใช้งานได้ ซิลิกอนผลึกหลายเม็ดประกอบด้วยเม็ดผลึกหลายเม็ดที่แยกด้วยขอบเขตซึ่งส่งผลต่อการแตก การกระจายสิ่งเจือปน และการเคลื่อนที่ของตัวพาหะ

ซิลิกอนแบบไม่มีรูปแบบผลึกคืออะไร?

ซิลิกอนแบบไม่มีรูปแบบผลึกระยะยาวมักถูกเคลือบเป็นฟิล์มบาง โดยทั่วไปจะเติมไฮโดรเจนเพื่อปิดพันธะที่ไม่สมบูรณ์และปรับปรุงพฤติกรรมอิเล็กทรอนิกส์

ซิลิกอนแบบ Czochralski คืออะไร?

เป็นซิลิกอนผลึกเดี่ยวที่เติบโตโดยการดึงและหมุนเมล็ดพันธุ์อย่างช้าๆ จากซิลิกอนหลอมเหลวที่อยู่ในภาชนะซิลิกา เวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ที่ใช้กันทั่วไปมาจากวิธีนี้

ซิลิกอนแบบโฟลตโซนคืออะไร?

ซิลิกอนแบบโฟลตโซนถูกทำให้บริสุทธิ์และตกผลึกโดยการเคลื่อนย้ายบริเวณหลอมเหลวแคบๆ ไปตามแท่งซิลิกอนโดยไม่มีภาชนะ สามารถลดปริมาณออกซิเจนให้น้อยมากและมีความต้านทานสูง

ทำไมซิลิกอนจึงทึบแสงในแสงที่มองเห็นแต่มีประโยชน์สำหรับออปติกอินฟราเรด?

โฟตอนที่มองเห็นได้โดยทั่วไปมีพลังงานเพียงพอที่จะถูกดูดซึมผ่านการเปลี่ยนแปลงอิเล็กทรอนิกส์ของซิลิกอน โฟตอนอินฟราเรดที่มีพลังงานต่ำกว่าสามารถผ่านวัสดุบริสุทธิ์เพียงพอในช่วงความยาวคลื่นที่ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

ซิลิกอนนำไฟฟ้าโดยธรรมชาติหรือไม่?

ซิลิกอนบริสุทธิ์นำไฟฟ้าได้เพียงเล็กน้อยที่อุณหภูมิห้องเมื่อเทียบกับโลหะ ความร้อน แสง ข้อบกพร่อง และการเติมโดปอย่างตั้งใจสามารถเพิ่มความนำไฟฟ้าได้อย่างมาก

ทำไมความนำไฟฟ้าถึงเพิ่มขึ้นเมื่อซิลิกอนถูกความร้อน?

ความร้อนกระตุ้นให้อิเล็กตรอนข้ามช่องว่างแถบพลังงานมากขึ้น สร้างคู่รู-อิเล็กตรอนเพิ่มเติม จำนวนตัวพาหะที่เพิ่มขึ้นอาจมากกว่าการลดลงของความเคลื่อนที่ที่เกิดจากการสั่นของโครงผลึก

ซิลิกอนบริสุทธิ์สามารถขีดข่วนแก้วได้หรือไม่?

ขอบซิลิกอนที่คมสามารถขีดข่วนแก้วธรรมดาหลายชนิดได้เพราะความแข็งประมาณ Mohs 6.5–7 การทดสอบเวเฟอร์ที่เสร็จแล้วหรือชิ้นตัวอย่างที่มีเอกสารไม่จำเป็นและทำให้เสียหายถาวร

ทำไมซิลิกอนถึงแตกง่ายแม้ว่าจะมีความแข็ง?

ความแข็งวัดความต้านทานต่อการขีดข่วน ไม่ใช่ความต้านทานต่อการแตก ซิลิกอนมีโครงสร้างพันธะโควาเลนต์ที่มีทิศทางแข็งแต่เปราะ และแผ่นเวเฟอร์บางมีความไวต่อข้อบกพร่องที่ขอบและการโค้งงอ

ซิลิกอนสามารถทำความสะอาดด้วยน้ำได้หรือไม่?

ซิลิคอนก้อนเปลือยทนต่อน้ำสัมผัสสั้นๆ ได้ แต่เวเฟอร์ที่ผ่านการแปรรูปอาจมีฟิล์ม โลหะ โพลิเมอร์ หรือสารตกค้างที่ไม่ทน การทำความสะอาดแบบแห้งโดยไม่สัมผัสจึงเป็นวิธีที่ปลอดภัยกว่าเมื่อไม่ทราบตัวอย่างที่ผ่านการแปรรูป

ฉันสามารถขัดผิวเวเฟอร์ซิลิคอนที่แตกได้หรือไม่?

การขัดผิวจะลบพื้นผิวที่มีอยู่และอาจทำลายสีของออกไซด์ ชั้นอุปกรณ์ แหล่งที่มา และรูปทรงขอบ นอกจากนี้ยังสร้างฝุ่นละเอียดและไม่ควรทำอย่างไม่ระมัดระวัง

ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นรูปแบบหนึ่งของซิลิคอนหรือไม่?

ซิลิคอนคาร์ไบด์มีซิลิคอน แต่เป็นสารประกอบที่แตกต่างโดยมีสูตร SiC แข็งกว่า หนาแน่นกว่า ทนความร้อนได้ดีกว่า และมีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์แตกต่างจากซิลิคอนธาตุ

รอยบากในเวเฟอร์หมายความว่าอย่างไร?

รอยบากเป็นคุณสมบัติที่ผลิตขึ้นเพื่อกำหนดทิศทางและการจัดการ ช่วยให้อุปกรณ์อัตโนมัติจัดตำแหน่งเวเฟอร์และระบุทิศทางอ้างอิงคริสตัลโลกราฟี

สีของออกไซด์สามารถบอกความหนาของฟิล์มได้แม่นยำหรือไม่?

สีสามารถบ่งชี้คร่าวๆ ภายใต้แสงที่ควบคุมได้ แต่ความหนาที่แม่นยำต้องใช้การวัดแสงที่สอบเทียบเพราะสีขึ้นอยู่กับมุม พื้นรองรับ ดัชนีหักเหแสง และชั้นเพิ่มเติมด้วย

ควรมีอะไรบนป้ายตัวอย่าง?

บันทึกตัวตนของธาตุ ความบริสุทธิ์หรือเกรด รูปแบบผลึกเดี่ยวหรือโพลีคริสตัลไลน์ วิธีการเจริญเติบโต ทิศทางเวเฟอร์ ตัวโดปปิ้งและความต้านทานไฟฟ้าหากทราบ การเคลือบ ผู้ผลิต วันที่ การใช้งานก่อนหน้า และสภาพ

กลับไปที่เมนูนำทาง

การสะท้อนขั้นสุดท้าย

ซิลิคอนเริ่มต้นด้วยกฎท้องถิ่นง่ายๆ: แต่ละอะตอมสร้างพันธะสี่ทิศทาง กฎนี้ซ้ำในคริสตัลสร้างโครงตาข่ายที่แข็งพอจะรองรับอุปกรณ์ที่แม่นยำแต่เปราะพอที่จะหักจากขอบที่เสียหาย พันธะเดียวกันนี้สร้างช่องว่างแถบพลังงานแบบอ้อม การนำความร้อนปานกลาง ดัชนีหักเหแสงอินฟราเรดสูง และพื้นผิวที่สามารถพาออกไซด์ที่ควบคุมได้อย่างยอดเยี่ยม

ในธรณีวิทยา ซิลิคอนแทบจะไม่ยืนอยู่โดดเดี่ยว มันจับกับออกซิเจนเพื่อสร้างเตตระฮีดรอน และเตตระฮีดรอนเหล่านั้นกลายเป็นกลุ่มแยกต่างหาก วงแหวน โซ่ แผ่น และโครงสร้าง ผ่านสิ่งเหล่านี้ซิลิคอนเข้าสู่แร่ในแมนเทิล แก้วภูเขาไฟ แกรนิต ดินเหนียว ดิน ทราย เปลือกไดอะตอม คอนกรีต เครื่องเคลือบดินเผา และหน้าต่าง

กระบวนการอุตสาหกรรมย้อนกลับแนวโน้มตามธรรมชาติต่อการเกิดออกซิเดชัน ควอตซ์ถูกลดสภาพ ทำให้บริสุทธิ์ผ่านสารประกอบระเหย ตกตะกอนเป็นโพลีซิลิคอน เติบโตเป็นคริสตัลที่ควบคุมได้ ถูกตัดเป็นแผ่นเวเฟอร์ และลวดลายผ่านรอบการเติมและลบซ้ำๆ ตัวโดปปิ้งขนาดเล็กเปลี่ยนทิศทางพฤติกรรมไฟฟ้า ฟิล์มระดับนาโนเมตรเปลี่ยนสีและอินเทอร์เฟซ ความบกพร่องระดับจุลภาคกำหนดว่าอุปกรณ์จะทำงานหรือเสีย

ความเข้าใจอย่างครบถ้วนเกี่ยวกับซิลิคอนจึงเชื่อมโยงกับแร่ศาสตร์ คริสตัลโลกราฟี เทอร์โมไดนามิกส์ ฟิสิกส์ของสถานะของแข็ง ออปติก โลหะวิทยา เคมี การผลิต อิเล็กทรอนิกส์ พลังงาน การอนุรักษ์ และประวัติศาสตร์เทคโนโลยี คุณสมบัติที่กำหนดของมันไม่ใช่เพราะมันนำไฟฟ้าโดยธรรมชาติหรือดูน่าตื่นตาตื่นใจ แต่เป็นเพราะธาตุที่เป็นส่วนประกอบของหินที่มีมากมายสามารถถูกทำให้บริสุทธิ์ โครงสร้าง และลวดลายจนสสารเองกลายเป็นสิ่งที่สามารถโปรแกรมได้

หน้าแรก เปิดคู่มือผู้เชี่ยวชาญ

กลับไปยังบล็อก