Silicij je najosnovniji i najosnovniji materijal u industriji poluvodiča.Složeni proizvodni proces lanca industrije poluvodiča također bi trebao započeti proizvodnjom osnovnog silicijskog materijala.
Solarna vrtna svjetiljka od monokristalnog silicija
Monokristalni silicij je oblik elementarnog silicija.Kada se rastaljeni elementarni silicij skrutne, atomi silicija raspoređuju se u dijamantnu rešetku u mnoge kristalne jezgre.Ako te kristalne jezgre prerastu u zrnca s istom orijentacijom kristalne ravnine, ta će se zrnca kombinirati paralelno i kristalizirati u monokristalni silicij.
Monokristalni silicij ima fizikalna svojstva kvazimetala i ima slabu električnu vodljivost, koja raste s porastom temperature.U isto vrijeme, monokristalni silicij također ima značajnu polu-električnu vodljivost.Ultra čisti monokristalni silicij je intrinzični poluvodič.Vodljivost ultra čistog monokristalnog silicija može se poboljšati dodavanjem elemenata ⅢA u tragovima (kao što je bor) i može se formirati poluvodič silicija P-tipa.Kao što je dodavanje elemenata ⅤA u tragovima (kao što su fosfor ili arsen) također može poboljšati stupanj vodljivosti, stvaranje N-tipa silicij poluvodiča.
Polisilicij je oblik elementarnog silicija.Kada se rastaljeni elementarni silicij skrutne u uvjetima prehlađenja, atomi silicija se raspoređuju u mnoge kristalne jezgre u obliku dijamantne rešetke.Ako te kristalne jezgre prerastu u zrnca s različitom orijentacijom kristala, ta se zrnca spajaju i kristaliziraju u polisilicij.Razlikuje se od monokristalnog silicija koji se koristi u elektronici i solarnim ćelijama i od amorfnog silicija koji se koristi u uređajima s tankim filmom isolarne ćelije vrtno svjetlo
Razlika i veza između to dvoje
U monokristalnom siliciju struktura kristalnog okvira je ujednačena i može se prepoznati po ujednačenom vanjskom izgledu.U monokristalnom siliciju, kristalna rešetka cijelog uzorka je kontinuirana i nema granica zrna.Veliki pojedinačni kristali izuzetno su rijetki u prirodi i teško ih je napraviti u laboratoriju (vidi rekristalizacija).Nasuprot tome, položaji atoma u amorfnim strukturama ograničeni su na poredak kratkog dometa.
Polikristalne i subkristalne faze sastoje se od velikog broja malih kristala ili mikrokristala.Polisilicij je materijal sastavljen od mnogo manjih kristala silicija.Polikristalne stanice mogu prepoznati teksturu po vidljivom efektu lima.Vrste poluvodiča uključujući polisilicij solarne kvalitete pretvaraju se u monokristalni silicij, što znači da se nasumično povezani kristali u polisiliciju pretvaraju u veliki monokristal.Monokristalni silicij koristi se za izradu većine mikroelektroničkih uređaja na bazi silicija.Polisilicij može postići 99,9999% čistoće.Ultra čisti polisilicij također se koristi u industriji poluvodiča, kao što su polisilikonske šipke od 2 do 3 metra.U industriji mikroelektronike polisilicij ima primjenu i na makro i na mikro razini.Proizvodni procesi monokristalnog silicija uključuju Czeckorasky proces, zonsko taljenje i Bridgmanov proces.
Razlika između polisilicija i monokristalnog silicija uglavnom se očituje u fizičkim svojstvima.U pogledu mehaničkih i električnih svojstava, polisilicij je inferioran monokristalnom siliciju.Polisilicij se može koristiti kao sirovina za crtanje monokristalnog silicija.
1. U smislu anizotropije mehaničkih svojstava, optičkih svojstava i toplinskih svojstava, daleko je manje očit od monokristalnog silicija
2. U smislu električnih svojstava, električna vodljivost polikristalnog silicija daleko je manje značajna od one monokristalnog silicija, ili čak gotovo da nema električne vodljivosti
3, u smislu kemijske aktivnosti, razlika između njih je vrlo mala, općenito se više koristi polisilicij
Vrijeme objave: 24. ožujka 2023