硅砂是如何变成硅晶体的？

硅砂被开采

芯片制造商从采石中获得硅砂或二氧化硅。接下来，他们将其与碳混合并将其加热到超过 2,000°C 的温度以去除氧气。当硅砂在电弧炉内时，碳与氧气发生反应并变成二氧化碳。加热过程完成后，留在炉底的纯硅用氧气处理以消除钙或铝。去除这些杂质会产生纯度高达 99% 的冶金级硅。由于它的纯度不足以满足微型微处理器的必要要求，因此将冶金级硅研磨成细粉。接下来，在将氯化氢加热到 300°C 之前添加氯化氢，以产生液体硅化合物，这也是众所周知的作为三氯硅烷。在三氯硅烷在氢气中蒸发之前，通过分馏进一步去除不需要的元素，包括铁、铝、磷和硼。最后，电子级硅由电加热的超纯硅棒收集。

水晶制成

由于电子级硅具有多晶结构，它仍然不是完美的。为了改变它的结构，它必须经过 Czochralski 工艺，该工艺包括在石英坩埚中熔化硅晶体。接下来，将一个小的硅晶体浸入熔融的硅中并拉出，同时它不断地以相反的方向旋转坩埚的旋转。这个过程产生了一个由一种称为晶锭的硅晶体制成的棒。晶锭被切成薄片。