Різниця між полікремнієм та монокристалічним кремнієм

Кремнієвий матеріал є найбазовішим та основним матеріалом у напівпровідниковій промисловості. Складний виробничий процес ланцюжка напівпровідникової промисловості також повинен починатися з виробництва базового кремнієвого матеріалу.

Сонячний садовий світильник з монокристалічного кремнію

Монокристалічний кремній – це форма елементарного кремнію. Коли розплавлений елементарний кремній затвердіває, атоми кремнію розташовуються в алмазній решітці, утворюючи безліч кристалічних ядер. Якщо ці кристалічні ядра перетворюються на зерна з однаковою орієнтацією кристалічної площини, ці зерна об'єднуються паралельно, кристалізуючись у монокристалічний кремній.

Монокристалічний кремній має фізичні властивості квазіметалу та слабку електропровідність, яка зростає зі збільшенням температури. Водночас монокристалічний кремній також має значну напівпровідникову провідність. Ультрачистий монокристалічний кремній є власним напівпровідником. Провідність надчистого монокристалічного кремнію можна покращити, додавши мікроелементи IIIA (такі як бор), і утворити кремнієвий напівпровідник P-типу. Наприклад, додавання мікроелементів IVA (таких як фосфор або миш'як) також може покращити ступінь провідності, утворюючи кремнієвий напівпровідник N-типу.

полікремнійсонячне світло

Полікремній – це форма елементарного кремнію. Коли розплавлений елементарний кремній твердне в умовах переохолодження, атоми кремнію розташовуються в безліч кристалічних ядер у формі алмазної решітки. Якщо ці кристалічні ядра перетворюються на зерна з різною кристалічною орієнтацією, ці зерна об'єднуються та кристалізуються в полікремній. Він відрізняється від монокристалічного кремнію, який використовується в електроніці та сонячних елементах, та від аморфного кремнію, який використовується в тонкоплівкових пристроях та...садове освітлення з сонячних батарей

Різниця та зв'язок між ними

У монокристалічному кремнії структура кристалічного каркасу є однорідною і може бути ідентифікована за однорідним зовнішнім виглядом. У монокристалічному кремнії кристалічна решітка всього зразка є безперервною і не має меж зерен. Великі монокристали надзвичайно рідкісні в природі та їх важко виготовити в лабораторії (див. перекристалізація). На противагу цьому, положення атомів в аморфних структурах обмежені ближнім упорядкуванням.

Полікристалічні та субкристалічні фази складаються з великої кількості дрібних кристалів або мікрокристалів. Полікремній – це матеріал, що складається з багатьох дрібних кристалів кремнію. Полікристалічні елементи можуть розпізнавати текстуру за видимим ефектом листового металу. Напівпровідникові марки, включаючи полікремній сонячного класу, перетворюються на монокристалічний кремній, що означає, що хаотично з'єднані кристали в полікремнії перетворюються на великий монокристал. Монокристалічний кремній використовується для виготовлення більшості мікроелектронних пристроїв на основі кремнію. Полікремній може досягати чистоти 99,9999%. Ультрачистий полікремній також використовується в напівпровідниковій промисловості, наприклад, у вигляді полікремнієвих стрижнів довжиною від 2 до 3 метрів. У мікроелектронній промисловості полікремній має застосування як на макро-, так і на мікрорівнях. Процеси виробництва монокристалічного кремнію включають процес Чекорського, зонне плавлення та процес Бріджмена.

Різниця між полікремнієм та монокристалічним кремнієм головним чином проявляється у фізичних властивостях. За механічними та електричними властивостями полікремній поступається монокристалічному кремнію. Полікремній може бути використаний як сировина для отримання монокристалічного кремнію.

1. З точки зору анізотропії механічних, оптичних та теплових властивостей, вона набагато менш очевидна, ніж у монокристалічного кремнію.

2. З точки зору електричних властивостей, електропровідність полікристалічного кремнію набагато менша, ніж у монокристалічного кремнію, або навіть майже відсутня.

3, з точки зору хімічної активності, різниця між ними дуже невелика, зазвичай використовують полікремній більше