Silīcija materiāls ir visvienkāršākais un pamatmateriāls pusvadītāju nozarē. Arī pusvadītāju rūpniecības ķēdes sarežģītajam ražošanas procesam jāsākas no silīcija pamatmateriāla ražošanas.
Monokristāliskā silīcija saules dārza gaisma
Monokristāliskais silīcijs ir elementārā silīcija forma. Kad izkausēts elementārais silīcijs sacietē, silīcija atomi tiek sakārtoti dimanta režģī daudzos kristāla kodolos. Ja šie kristāla kodoli izaugs graudos ar tādu pašu kristāla plaknes orientāciju, šie graudi tiks apvienoti paralēli, lai kristalizētos monokristāliskā silīcijā.
Monokristāliskam silīcijam ir kvazimetāla fizikālās īpašības, un tam ir vāja elektrovadītspēja, kas palielinās, palielinoties temperatūrai. Tajā pašā laikā monokristāliskam silīcijam ir arī ievērojama puselektriskā vadītspēja. Īpaši tīrs monokristālisks silīcijs ir raksturīgs pusvadītājs. Īpaši tīra monokristāla silīcija vadītspēju var uzlabot, pievienojot mikroelementus ⅢA (piemēram, boru), un var izveidot P-veida silīcija pusvadītāju. Piemēram, mikroelementu ⅤA (piemēram, fosfora vai arsēna) pievienošana var arī uzlabot vadītspējas pakāpi, N-veida silīcija pusvadītāju veidošanos.
Polisilīcija ir elementārā silīcija forma. Kad izkausētais elementārais silīcijs sacietē pārdzesēšanas apstākļos, silīcija atomi tiek sakārtoti daudzos kristāla kodolos dimanta režģa veidā. Ja šie kristāla kodoli izaug graudos ar atšķirīgu kristāla orientāciju, šie graudi apvienojas un kristalizējas polisilīcijā. Tas atšķiras no monokristāliskā silīcija, ko izmanto elektronikā un saules baterijās, un no amorfā silīcija, ko izmanto plānslāņa ierīcēs unsaules baterijas dārza gaisma
Atšķirība un savienojums starp abiem
Monokristāliskā silīcijā kristāla rāmja struktūra ir viendabīga, un to var identificēt pēc vienāda ārējā izskata. Monokristāliskā silīcijā visa parauga kristāliskais režģis ir nepārtraukts un tam nav graudu robežu. Lieli monokristāli dabā ir ārkārtīgi reti sastopami, un tos ir grūti izgatavot laboratorijā (skatīt pārkristalizāciju). Turpretim atomu pozīcijas amorfās struktūrās ir ierobežotas ar nelielu diapazonu.
Polikristāliskās un subkristāliskas fāzes sastāv no liela skaita mazu kristālu vai mikrokristālu. Polisilīcija ir materiāls, kas sastāv no daudziem mazākiem silīcija kristāliem. Polikristāliskās šūnas var atpazīt tekstūru pēc redzama lokšņu metāla efekta. Pusvadītāju kategorijas, tostarp saules polisilīcija, tiek pārveidotas par monokristālisku silīciju, kas nozīmē, ka nejauši savienotie kristāli polisilīcijā tiek pārveidoti par lielu monokristālu. Monokristālisko silīciju izmanto, lai izgatavotu lielāko daļu mikroelektronisko ierīču, kuru pamatā ir silīcijs. Polisilīcija var sasniegt 99,9999% tīrību. Īpaši tīru polisilīciju izmanto arī pusvadītāju rūpniecībā, piemēram, 2 līdz 3 metrus garus polisilīcija stieņus. Mikroelektronikas nozarē polisilīciju var izmantot gan makro, gan mikro mērogā. Monokristāliskā silīcija ražošanas procesos ietilpst Czeckorasky process, zonas kausēšana un Bridžmena process.
Atšķirība starp polisilīciju un monokristālisko silīciju galvenokārt izpaužas fizikālās īpašībās. Mehānisko un elektrisko īpašību ziņā polisilīcijs ir zemāks par monokristālisko silīciju. Polisilīciju var izmantot kā izejvielu monokristāliskā silīcija zīmēšanai.
1. Mehānisko īpašību, optisko īpašību un termisko īpašību anizotropijas ziņā tas ir daudz mazāk acīmredzams nekā monokristālisks silīcijs.
2. Runājot par elektriskajām īpašībām, polikristāliskā silīcija elektrovadītspēja ir daudz mazāk nozīmīga nekā monokristāliskā silīcija elektrovadītspēja vai pat gandrīz nav elektrovadītspējas.
3, ķīmiskās aktivitātes ziņā atšķirība starp abiem ir ļoti maza, parasti vairāk izmanto polisilīciju
Izlikšanas laiks: 24.03.2023