Silicij je najosnovnejši in najosnovnejši material v industriji polprevodnikov.Kompleksni proizvodni proces verige polprevodniške industrije bi se moral začeti tudi s proizvodnjo osnovnega silicijevega materiala.
Solarna vrtna svetilka iz monokristalnega silicija
Monokristalni silicij je oblika elementarnega silicija.Ko se staljeni elementarni silicij strdi, se atomi silicija razporedijo v diamantno mrežo v številna kristalna jedra.Če ta kristalna jedra zrastejo v zrna z enako orientacijo kristalne ravnine, se bodo ta zrna združila vzporedno in kristalizirala v monokristalni silicij.
Monokristalni silicij ima fizikalne lastnosti kvazikovine in ima šibko električno prevodnost, ki se povečuje z naraščajočo temperaturo.Hkrati ima monokristalni silicij tudi pomembno polelektrično prevodnost.Izjemno čist monokristalni silicij je intrinzični polprevodnik.Prevodnost ultra čistega monokristalnega silicija je mogoče izboljšati z dodajanjem elementov ⅢA v sledovih (kot je bor) in oblikovati je mogoče silicijev polprevodnik tipa P.Kot je dodajanje elementov v sledovih ⅤA (kot je fosfor ali arzen) lahko izboljša tudi stopnjo prevodnosti, nastanek silicijevega polprevodnika tipa N.
Polisilicij je oblika elementarnega silicija.Ko se staljeni elementarni silicij strdi pod pogojem podhlajevanja, se atomi silicija razporedijo 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 tankoslojnih napravah insončne celice vrtna luč
Razlika in povezava med obema
V monokristalnem siliciju je struktura kristalnega okvirja enotna in jo je mogoče prepoznati po enotnem zunanjem videzu.V monokristalnem siliciju je kristalna mreža celotnega vzorca zvezna in nima meja zrn.Veliki monokristali so v naravi izjemno redki in jih je težko izdelati v laboratoriju (glej rekristalizacija).Nasprotno pa so položaji atomov v amorfnih strukturah omejeni na urejenost kratkega dosega.
Polikristalne in subkristalne faze so sestavljene iz velikega števila majhnih kristalov ali mikrokristalov.Polisilicij je material, sestavljen iz številnih manjših kristalov silicija.Polikristalne celice prepoznajo teksturo po vidnem učinku pločevine.Razredi polprevodnikov, vključno s polisilicijem solarnega razreda, 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% čistost.Ultra čist polisilicij se uporablja tudi v industriji polprevodnikov, kot so 2 – do 3 metre dolge polisilicijeve palice.V mikroelektronski industriji se polisilicij uporablja tako na makro kot mikro ravni.Proizvodni procesi monokristalnega silicija vključujejo postopek Czeckorasky, consko taljenje in Bridgmanov postopek.
Razlika med polisilicijem in monokristalnim silicijem se kaže predvsem v fizikalnih lastnostih.Po mehanskih in električnih lastnostih je polisilicij slabši od monokristalnega silicija.Polisilicij se lahko uporablja kot surovina za risanje monokristalnega silicija.
1. V smislu anizotropije mehanskih lastnosti, optičnih lastnosti in toplotnih lastnosti je veliko manj očiten kot monokristalni silicij
2. Z vidika električnih lastnosti je električna prevodnost polikristalnega silicija veliko manj pomembna kot pri monokristalnem siliciju ali pa je skoraj nobena.
3, v smislu kemične aktivnosti je razlika med obema zelo majhna, na splošno uporabljajte več polisilicija
Čas objave: 24. marec 2023