Różnica między krzemem polikrystalicznym a krzemem monokrystalicznym

Materiał krzemowy jest najbardziej podstawowym i kluczowym materiałem w przemyśle półprzewodnikowym. Złożony proces produkcyjny w łańcuchu produkcyjnym przemysłu półprzewodnikowego powinien również rozpocząć się od produkcji podstawowego materiału krzemowego.

Monokrystaliczna krzemowa lampa ogrodowa zasilana energią słoneczną

Monokrystaliczny krzem jest formą krzemu pierwiastkowego. Po zestaleniu stopionego krzemu pierwiastkowego atomy krzemu układają się w sieć diamentową, tworząc liczne jądra krystaliczne. Jeśli te jądra krystaliczne rozrosną się w ziarna o tej samej orientacji płaszczyzny krystalicznej, ziarna te połączą się równolegle, tworząc krzem monokrystaliczny.

Monokrystaliczny krzem ma właściwości fizyczne quasi-metalu i charakteryzuje się słabą przewodnością elektryczną, która rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Jednocześnie, monokrystaliczny krzem charakteryzuje się również znaczną przewodnością półelektryczną. Ultraczysty monokrystaliczny krzem jest samoistnym półprzewodnikiem. Przewodność ultraczystego monokrystalicznego krzemu można poprawić poprzez dodanie śladowych ilości pierwiastków IIIA (takich jak bor), co pozwala na utworzenie półprzewodnika krzemowego typu P. Dodanie śladowych ilości pierwiastków IIIA (takich jak fosfor lub arsen) może również poprawić stopień przewodności, tworząc półprzewodnik krzemowy typu N.

polikrzemświatło słoneczne

Polikrzem jest formą krzemu pierwiastkowego. Gdy stopiony krzem pierwiastkowy krzepnie w warunkach przechłodzenia, atomy krzemu układają się w liczne jądra krystaliczne w postaci sieci diamentowej. Jeśli te jądra krystaliczne rozrosną się w ziarna o różnej orientacji kryształu, ziarna te łączą się i krystalizują, tworząc polikrzem. Różni się on od krzemu monokrystalicznego, stosowanego w elektronice i ogniwach słonecznych, oraz od krzemu amorficznego, stosowanego w urządzeniach cienkowarstwowych i…lampa ogrodowa z ogniwami słonecznymi

Różnica i związek między nimi

W krzemie monokrystalicznym struktura szkieletu krystalicznego jest jednorodna i można ją rozpoznać po jednolitym wyglądzie zewnętrznym. W krzemie monokrystalicznym sieć krystaliczna całej próbki jest ciągła i nie ma granic międzyziarnowych. Duże monokryształy występują niezwykle rzadko w naturze i trudno je uzyskać w laboratorium (patrz rekrystalizacja). Natomiast położenia atomów w strukturach amorficznych są ograniczone do uporządkowania krótkozasięgowego.

Fazy ​​polikrystaliczne i subkrystaliczne składają się z dużej liczby małych kryształów lub mikrokryształów. Polikrzem to materiał zbudowany z wielu mniejszych kryształów krzemu. Ogniwa polikrystaliczne potrafią rozpoznać teksturę po widocznym efekcie cienkiej blachy. Gatunki półprzewodników, w tym polikrzem solarny, są przetwarzane na krzem monokrystaliczny, co oznacza, że ​​losowo połączone kryształy w polikrzemie przekształcają się w duży monokryształ. Krzem monokrystaliczny jest wykorzystywany do produkcji większości urządzeń mikroelektronicznych na bazie krzemu. Polikrzem może osiągnąć czystość 99,9999%. Ultraczysty polikrzem jest również wykorzystywany w przemyśle półprzewodnikowym, na przykład w prętach polikrzemowych o długości od 2 do 3 metrów. W przemyśle mikroelektronicznym polikrzem znajduje zastosowanie zarówno w skali makro, jak i mikro. Procesy produkcji krzemu monokrystalicznego obejmują proces Czeckorasky'ego, topienie strefowe i proces Bridgmana.

Różnica między krzemem polikrystalicznym a krzemem monokrystalicznym przejawia się głównie we właściwościach fizycznych. Pod względem właściwości mechanicznych i elektrycznych, krzem polikrystaliczny ustępuje krzemowi monokrystalicznemu. Polikrzem może być wykorzystywany jako surowiec do ciągnienia krzemu monokrystalicznego.

1. Pod względem anizotropii właściwości mechanicznych, optycznych i termicznych jest on znacznie mniej oczywisty niż krzem monokrystaliczny

2. Jeśli chodzi o właściwości elektryczne, przewodność elektryczna krzemu polikrystalicznego jest znacznie mniej znacząca niż przewodność elektryczna krzemu monokrystalicznego, a nawet prawie żadna.

3. Jeśli chodzi o aktywność chemiczną, różnica między nimi jest bardzo mała, zazwyczaj stosuje się polikrzem bardziej