Разница между поликремнием и монокристаллическим кремнием

Кремний является важнейшим базовым и ключевым материалом в полупроводниковой промышленности. Сложный производственный процесс в полупроводниковой промышленности также должен начинаться с производства базового кремниевого материала.

Монокристаллический кремниевый солнечный садовый светильник

Монокристаллический кремний – это разновидность элементарного кремния. При затвердевании расплавленного элементарного кремния атомы кремния выстраиваются в решетке алмаза, образуя множество кристаллических зародышей. Если эти зародыши вырастают в зерна с одинаковой ориентацией кристаллографических плоскостей, эти зерна будут объединяться параллельно, кристаллизуясь в монокристаллический кремний.

Монокристаллический кремний обладает физическими свойствами квазиметалла и слабой электропроводностью, которая увеличивается с повышением температуры. В то же время, монокристаллический кремний обладает значительной полуэлектропроводностью. Сверхчистый монокристаллический кремний является собственным полупроводником. Проводимость сверхчистого монокристаллического кремния может быть улучшена добавлением следов элементов ⅢA (например, бора), что позволяет получить кремниевый полупроводник p-типа. Добавление следов элементов ⅤA (например, фосфора или мышьяка) также может улучшить проводимость, что приводит к образованию кремниевого полупроводника n-типа.

поликремнийсолнечный свет

Поликремний – это разновидность элементарного кремния. При затвердевании расплавленного элементарного кремния в условиях переохлаждения атомы кремния формируют множество кристаллических зародышей, образуя алмазную решетку. Если эти зародыши разрастаются в зерна с различной кристаллической ориентацией, эти зерна объединяются и кристаллизуются в поликремний. Он отличается от монокристаллического кремния, используемого в электронике и солнечных батареях, и от аморфного кремния, используемого в тонкопленочных устройствах исадовый светильник на солнечных батареях

Разница и связь между ними

В монокристаллическом кремнии структура кристаллического каркаса однородна и определяется по однородному внешнему виду. В монокристаллическом кремнии кристаллическая решётка всего образца непрерывна и не имеет границ зёрен. Крупные монокристаллы крайне редки в природе и их сложно получить в лабораторных условиях (см. перекристаллизация). Напротив, расположение атомов в аморфных структурах ограничено ближним порядком.

Поликристаллические и субкристаллические фазы состоят из большого количества мелких кристаллов или микрокристаллов. Поликремний — это материал, состоящий из множества более мелких кристаллов кремния. Поликристаллические ячейки могут распознавать текстуру по видимому эффекту листового металла. Полупроводниковые сорта, включая поликремний солнечного качества, преобразуются в монокристаллический кремний, что означает, что случайным образом связанные кристаллы в поликремнии преобразуются в большой монокристалл. Монокристаллический кремний используется для изготовления большинства кремниевых микроэлектронных устройств. Поликремний может достигать чистоты 99,9999%. Сверхчистый поликремний также используется в полупроводниковой промышленности, например, для изготовления поликремниевых стержней длиной 2–3 метра. В микроэлектронной промышленности поликремний находит применение как в макро-, так и в микромасштабах. Процессы производства монокристаллического кремния включают процесс Чеккорского, зонную плавку и процесс Бриджмена.

Различия между поликремнием и монокристаллическим кремнием проявляются главным образом в физических свойствах. По механическим и электрическим свойствам поликремний уступает монокристаллическому кремнию. Поликремний может быть использован в качестве сырья для получения монокристаллического кремния.

1. С точки зрения анизотропии механических свойств, оптических свойств и тепловых свойств он гораздо менее очевиден, чем монокристаллический кремний.

2. С точки зрения электрических свойств электропроводность поликристаллического кремния значительно меньше, чем у монокристаллического кремния, или даже почти не имеет электропроводности.

3. С точки зрения химической активности разница между ними очень мала, обычно используют поликремний.