Het verschil tussen polysilicium en monokristallijn silicium.

Silicium is het meest fundamentele en essentiële materiaal in de halfgeleiderindustrie. Het complexe productieproces van de halfgeleiderindustrie begint dan ook met de productie van silicium als basismateriaal.

Monokristallijn silicium zonne-tuinlamp

Monokristallijn silicium is een vorm van elementair silicium. Wanneer gesmolten elementair silicium stolt, rangschikken de siliciumatomen zich in een diamantrooster tot vele kristalkernen. Als deze kristalkernen uitgroeien tot korrels met dezelfde oriëntatie van het kristalvlak, zullen deze korrels zich parallel combineren om te kristalliseren tot monokristallijn silicium.

Monokristallijn silicium heeft de fysische eigenschappen van een quasi-metaal en een zwakke elektrische geleidbaarheid, die toeneemt met stijgende temperatuur. Tegelijkertijd heeft monokristallijn silicium ook een aanzienlijke halfgeleidende eigenschap. Ultrazuiver monokristallijn silicium is een intrinsieke halfgeleider. De geleidbaarheid van ultrazuiver monokristallijn silicium kan worden verbeterd door toevoeging van sporenelementen uit de IIIA-groep (zoals boor), waardoor een P-type siliciumhalfgeleider ontstaat. Ook de toevoeging van sporenelementen uit de VIA-groep (zoals fosfor of arseen) kan de geleidbaarheid verhogen en leiden tot de vorming van een N-type siliciumhalfgeleider.

polysiliciumzonnelicht

Polysilicium is een vorm van elementair silicium. Wanneer gesmolten elementair silicium stolt onder superkoeling, rangschikken de siliciumatomen zich in vele kristalkernen in de vorm van een diamantrooster. Als deze kristalkernen uitgroeien tot korrels met verschillende kristaloriëntaties, combineren deze korrels zich en kristalliseren ze tot polysilicium. Het verschilt van monokristallijn silicium, dat wordt gebruikt in elektronica en zonnecellen, en van amorf silicium, dat wordt gebruikt in dunnefilmapparaten.zonnecellen tuinverlichting

Het verschil en de verbinding tussen de twee

In monokristallijn silicium is de kristalstructuur uniform en herkenbaar aan het uniforme uiterlijk. Het kristalrooster van het gehele monster is continu en kent geen korrelgrenzen. Grote monokristallen komen in de natuur zelden voor en zijn moeilijk in het laboratorium te maken (zie herkristallisatie). In tegenstelling hiermee zijn de posities van atomen in amorfe structuren beperkt tot ordening over korte afstand.

Polykristallijne en subkristallijne fasen bestaan ​​uit een groot aantal kleine kristallen of microkristallen. Polysilicium is een materiaal dat is opgebouwd uit vele kleinere siliciumkristallen. Polykristallijne cellen kunnen textuur herkennen aan een zichtbaar metaalachtig effect. Halfgeleiderkwaliteiten, waaronder polysilicium van zonnecelkwaliteit, worden omgezet in monokristallijn silicium, wat betekent dat de willekeurig verbonden kristallen in het polysilicium worden omgezet in één groot enkel kristal. Monokristallijn silicium wordt gebruikt voor de productie van de meeste op silicium gebaseerde micro-elektronische apparaten. Polysilicium kan een zuiverheid van 99,9999% bereiken. Ultrazuiver polysilicium wordt ook gebruikt in de halfgeleiderindustrie, bijvoorbeeld in de vorm van polysiliciumstaven van 2 tot 3 meter lang. In de micro-elektronica-industrie heeft polysilicium toepassingen op zowel macro- als microschaal. De productieprocessen van monokristallijn silicium omvatten het Czeckoräsky-proces, zone-smelten en het Bridgman-proces.

Het verschil tussen polysilicium en monokristallijn silicium komt vooral tot uiting in de fysische eigenschappen. Qua mechanische en elektrische eigenschappen is polysilicium inferieur aan monokristallijn silicium. Polysilicium kan worden gebruikt als grondstof voor het trekken van monokristallijn silicium.

1. Wat betreft de anisotropie van de mechanische, optische en thermische eigenschappen is deze veel minder uitgesproken dan bij monokristallijn silicium.

2. Wat betreft de elektrische eigenschappen is de elektrische geleidbaarheid van polykristallijn silicium veel minder significant dan die van monokristallijn silicium, of zelfs bijna nihil.

3. Wat betreft chemische activiteit is het verschil tussen de twee erg klein; over het algemeen wordt polysilicium vaker gebruikt.