Utente:GianniG46/Sandbox
Il silicio monocristallino è il materiale di base dell'industria elettronica. E' costituito da silicio il cui reticolo cristallino è continuo e ininterrotto in tutto il solido, senza bordi di grano. Può essere intrinseco, cioè contenente solo silicio ultra-puro, o drogato mediante l'aggiunta di piccolissime qualtità di altri elementi che permettono di modificare in modo controllato le sue proprietà di semiconduttore. La maggior parte dei monocristalli di silicio vengono prodotti con il processo Czochralski, da cui si ottengono cristalli cilindrici fino a 30 cm di diametro e 2 m di lunghezza che, segati in fette sottili, danno i wafer su cui verranno costruiti i microcircuiti.
Il silicio momocristallino è forse il più importante materiale tecnologico dell'ultimo mezzo secolo (" l'era del silicio ")[1], perché la sua disponibilità a costi industrialmente accettabili è stata ed è essenziale per lo sviluppo dei microcircuiti elettronici su cui si basa l'attuale rivoluzione elettronica e informatica.
Nella fabbricazione dei dispositivi elettronici il silicio si usa in forma cristallina perché i bordi di grano darebbero discontinuità e favorirebbero imperfezioni, come impurezze e difetti cristallini, nella microstruttura del semiconduttore, che possono alterare le proprietà elettroniche locali del materiale, e avere quindi conseguenze sulla funzionalità e affidabilità dei dispositivi. Senza la perfezione del cristallo, sarebbe impensabile costruire i circuiti integrati VLSI, in cui milioni (o miliardi, ormai[2]) di dispositivi semiconduttori sono concentrati in una frazione di cm2 (e debbono essere tutti funzionanti) per realizzare p. es. un microprocessore. Per questo, l'industria elettronica ha investito intensamente nelle tecniche per ottenere monocristalli di silicio di grandi dimensioni.
Il silicio monocristallino viene anche impiegato nella realizzazione di celle solari di elevate prestazioni. Dato, però, che le celle solari tollerano piccole imperfezioni meglio dei microcircuiti, oggi il cristallo singolo è spesso sotituito dal silicio policristallino, meno costoso[3].
- ^ W.Heywang, K.H.Zaininger, Silicon: the semiconductor material, in Silicon: evolution and future of a technology, P.Siffert, E.F.Krimmel eds., Springer Verlag, 2004.
- ^ Peter Clarke, Intel enters billion-transistor processor era, EE Times, 14 October 2005
- ^ R.A.Messenger, J.Ventre, Photovoltaic Systems Engineering, II ed., CRC Press 2004, Chapt. 11.