ポリシリコン(Polysilicon:多結晶シリコン)は、結晶方位の揃わない多数の小さな結晶粒(グレイン)が集まったシリコンです。半導体製造では、トランジスタのゲート電極材料や、3D NANDのワード線、MEMS構造材として使われるほか、単結晶インゴットを育てるための高純度原料(フィードストック)としても重要です。
デバイス内のポリシリコンは、主に減圧CVD(LPCVD)で成膜し、不純物をドープして導電性を持たせます。かつてはMOSトランジスタのゲート電極の標準材料でしたが、先端ロジックではHKMG(High-k/メタルゲート)への置き換えが進みました。一方で3D NANDの積層ワード線などでは現在も多用されます。
原料としてのポリシリコンは、シーメンス法などで高純度に精製され、チョクラルスキー法(CZ法)で単結晶インゴットへと成長させる出発材料になります。半導体グレードは11N(99.999999999%)級の超高純度が要求され、太陽電池グレードとは純度が異なります。
高純度ポリシリコンは徳山(トクヤマ)・Wacker・OCIなどが供給します。czochralski(CZ法)やlpcvd、gate-stack、metal-gateの各項とあわせて読むと、材料としての側面とデバイス内での役割の両方が理解できます。