Razlika med polisilicijem in monokristalnim silicijem

Silicijev material je najosnovnejši in osrednji material v polprevodniški industriji. Tudi kompleksen proizvodni proces v verigi polprevodniške industrije se mora začeti s proizvodnjo osnovnega silicijevega materiala.

Monokristalna silicijeva sončna vrtna svetilka

Monokristalni silicij je oblika elementarnega silicija. Ko se staljeni elementarni silicij strdi, so atomi silicija razporejeni v diamantni mreži v številna kristalna jedra. Če ta kristalna jedra zrastejo v zrna z enako orientacijo kristalne ravnine, se bodo ta zrna vzporedno združila in kristalizirala v monokristalni silicij.

Monokristalni silicij ima fizikalne lastnosti kvazikovine in šibko električno prevodnost, ki se povečuje z naraščajočo temperaturo. Hkrati ima monokristalni silicij tudi znatno polelektrično prevodnost. Ultračisti monokristalni silicij je intrinzični polprevodnik. Prevodnost ultračistega monokristalnega silicija se lahko izboljša z dodajanjem elementov v sledovih IIIA (kot je bor) in tako nastane silicijev polprevodnik tipa P. Na primer, dodajanje elementov v sledovih IVA (kot sta fosfor ali arzen) lahko izboljša tudi stopnjo prevodnosti in nastane silicijev polprevodnik tipa N.

polisilicijsončna svetloba

Polisilicij je oblika elementarnega silicija. Ko se staljeni elementarni silicij strdi pod pogojem podhlajanja, so atomi silicija razporejeni v številna kristalna jedra v obliki diamantne mreže. Če ta kristalna jedra zrastejo v zrna z različno kristalno orientacijo, se ta zrna združijo in kristalizirajo v polisilicij. Razlikuje se od monokristalnega silicija, ki se uporablja v elektroniki in sončnih celicah, ter od amorfnega silicija, ki se uporablja v tankoplastnih napravah in ...vrtna svetilka s sončnimi celicami

Razlika in povezava med obema

V monokristalnem siliciju je kristalna struktura enotna in jo je mogoče prepoznati po enotnem zunanjem videzu. V monokristalnem siliciju je kristalna mreža celotnega vzorca neprekinjena in nima meja zrn. Veliki monokristali so v naravi izjemno redki in jih je v laboratoriju težko izdelati (glej rekristalizacija). Nasprotno pa so položaji atomov v amorfnih strukturah omejeni na bližnje dosege.

Polikristalne in subkristalne faze so sestavljene iz velikega števila majhnih kristalov ali mikrokristalov. Polisilicij je material, sestavljen iz številnih manjših silicijevih kristalov. Polikristalne celice lahko prepoznajo teksturo po vidnem učinku pločevine. Polprevodniške vrste, vključno s polisilicijem sončne kakovosti, se pretvorijo v monokristalni silicij, kar pomeni, da se naključno povezani kristali v polisiliciju pretvorijo v velik monokristal. Monokristalni silicij se uporablja za izdelavo večine mikroelektronskih naprav na osnovi silicija. Polisilicij lahko doseže 99,9999-odstotno čistost. Ultračisti polisilicij se uporablja tudi v polprevodniški industriji, kot so od 2 do 3 metre dolge polisilicijeve palice. V mikroelektronski industriji se polisilicij uporablja tako na makro kot na mikro ravni. Proizvodni procesi monokristalnega silicija vključujejo Czeckoraskyjev postopek, consko taljenje in Bridgmanov postopek.

Razlika med polisilicijem in monokristalnim silicijem se kaže predvsem v fizikalnih lastnostih. Glede mehanskih in električnih lastnosti je polisilicij slabši od monokristalnega silicija. Polisilicij se lahko uporablja kot surovina za izdelavo monokristalnega silicija.

1. Kar zadeva anizotropijo mehanskih, optičnih in toplotnih lastnosti, je veliko manj očitna kot pri monokristalnem siliciju.

2. Kar zadeva električne lastnosti, je električna prevodnost polikristalnega silicija veliko manjša kot pri monokristalnem siliciju ali pa je skoraj ni.

3, glede kemijske aktivnosti je razlika med obema zelo majhna, na splošno se bolj uporablja polisilicij