silikonematerialer

Silikonmaterialer er materialer der silisium (Si) utgjør hovedbestanddelen. Den mest utbredte formen er ren krystallinsk silikon som brukes som grunnmateriale i de fleste moderne halvledere og solceller. Andre viktige former inkluderer amorft silikon (a-Si) som brukes i tyntfilms solceller og enkelte skjermer, samt silikonbaserte forbindelser som silisiumdioksid (SiO2), silisiumkarbid (SiC) og silisiumnitride (Si3N4). SiO2 fungerer som isolator og passiveringslag i mikroelektronikk, mens SiC og Si3N4 ofte brukes som keramiske materialer i høy temperatur og høy effekt.

Produksjon og bearbeiding: Silisium utvinnes fra kvarts og konverteres til metallurgisk grade Si ved carbothermisk reduksjon. Deretter følges omfattende rensing til halvlederkvalitet, ofte til puriteter på 99,99 prosent eller høyere. For å lage krystallinske wafere blir silisium tuftet ved hjelp av Czochralski-prosessen (CZ) eller Float-Zone (FZ) prosesser, som gir monokrystallinske skiver. Doping med bor (B) eller fosfor eller arsen (P) gir p-type eller n-type materiale, avhengig av ønsket elektrisk ledningsevne.

Anvendelser: Krystallinsk silikon brukes i integrerte kretser og MEMS-enheter. SiO2-lag fungerer som dielektriske isolatorer og passiveringsfilmer. SiC og Si3N4 brukes i høytemperatur- og høyeffektapplikasjoner, som kraftkretser og mekaniske komponenter. Amorf silikon brukes i enkelte tyntfilms-solceller og spesialiserte skjermer. Silisiumbaserte materialer danner grunnlaget for moderne elektronikk og energiindustrien.

---