Atšķirība starp polikristālisko silīciju un monokristālisko silīciju

Silīcija materiāls ir visvienkāršākais un kodolīgākais materiāls pusvadītāju rūpniecībā. Pusvadītāju rūpniecības ķēdes sarežģītajam ražošanas procesam jāsākas arī ar silīcija pamata materiāla ražošanu.

Monokristāliskais silīcija saules dārza apgaismojums

Monokristāliskais silīcijs ir elementārā silīcija paveids. Kad izkausēts elementārais silīcijs sacietē, silīcija atomi dimanta režģī sakārtojas daudzos kristāla kodolos. Ja šie kristāla kodoli izaug graudos ar vienādu kristāla plaknes orientāciju, šie graudi tiks paralēli apvienoti, kristalizējoties monokristāliskā silīcijā.

Monokristāliskajam silīcijam piemīt kvazimetāla fizikālās īpašības un vāja elektrovadītspēja, kas palielinās, palielinoties temperatūrai. Tajā pašā laikā monokristāliskajam silīcijam ir arī ievērojama pusvadītspēja. Īpaši tīrs monokristālisks silīcijs ir iekšējs pusvadītājs. Īpaši tīra monokristāliska silīcija vadītspēju var uzlabot, pievienojot nelielu daudzumu IIIA elementu (piemēram, boru), un var veidoties P tipa silīcija pusvadītājs. Piemēram, pievienojot nelielu daudzumu IIIA elementu (piemēram, fosforu vai arsēnu), var arī uzlabot vadītspējas pakāpi, veidojoties N tipa silīcija pusvadītājam.

polisilikonssaules gaisma

Polisilīcijs ir elementārā silīcija paveids. Kad izkausēts elementārais silīcijs pārdzesēšanas apstākļos sacietē, silīcija atomi dimanta režģa formā sakārtojas daudzos kristāla kodolos. Ja šie kristāla kodoli izaug graudos ar atšķirīgu kristāla orientāciju, šie graudi apvienojas un kristalizējas, veidojot polisilīciju. Tas atšķiras no monokristāliskā silīcija, ko izmanto elektronikā un saules baterijās, un no amorfā silīcija, ko izmanto plānslāņu ierīcēs unsaules baterijas dārza gaisma

Atšķirība un saikne starp abiem

Monokristāliskā silīcijā kristāla ietvara struktūra ir vienmērīga un to var identificēt pēc vienmērīgā ārējā izskata. Monokristāliskā silīcijā visa parauga kristāla režģis ir nepārtraukts un tam nav graudu robežu. Lieli monokristāli dabā ir ārkārtīgi reti un tos ir grūti iegūt laboratorijā (sk. pārkristalizāciju). Turpretī amorfās struktūrās atomu pozīcijas ir ierobežotas ar īsa darbības rādiusa sakārtošanos.

Polikristāliskā un subkristāliskā fāze sastāv no liela skaita mazu kristālu vai mikrokristālu. Polisilīcijs ir materiāls, kas sastāv no daudziem mazākiem silīcija kristāliem. Polikristāliskām šūnām ir spēja atpazīt tekstūru pēc redzama lokšņu metāla efekta. Pusvadītāju kategorijas, tostarp saules enerģijas kvalitātes polisilīcijs, tiek pārveidotas par monokristālisku silīciju, kas nozīmē, ka nejauši savienotie kristāli polisilīcijā tiek pārveidoti par lielu monokristālu. Monokristālisko silīciju izmanto, lai izgatavotu lielāko daļu uz silīcija bāzes veidotu mikroelektronisko ierīču. Polisilīcijs var sasniegt 99,9999% tīrību. Ultratīru polisilīciju izmanto arī pusvadītāju rūpniecībā, piemēram, 2 līdz 3 metrus garu polisilīcija stieņu ražošanā. Mikroelektronikas rūpniecībā polisilīcijam ir pielietojums gan makro, gan mikro līmenī. Monokristāliskā silīcija ražošanas procesi ietver Čekoraska procesu, zonas kausēšanu un Bridžmana procesu.

Atšķirība starp polikristālisko silīciju un monokristālisko silīciju galvenokārt izpaužas fizikālajās īpašībās. Mehānisko un elektrisko īpašību ziņā polikristāliskais silīcijs ir sliktāks par monokristālisko silīciju. Polikristālisko silīciju var izmantot kā izejvielu monokristāliskā silīcija vilkšanai.

1. Mehānisko īpašību, optisko īpašību un termisko īpašību anizotropija ir daudz mazāk acīmredzama nekā monokristāliskajam silīcijam

2. Runājot par elektriskajām īpašībām, polikristāliskā silīcija elektrovadītspēja ir daudz mazāka nekā monokristāliskā silīcija elektrovadītspēja vai pat gandrīz nekāda.

3. ķīmiskās aktivitātes ziņā atšķirība starp abiem ir ļoti maza, parasti vairāk izmanto polisilikonu