La differenza tra polisilicio e silicio monocristallino

Il silicio è il materiale più basilare e fondamentale nell'industria dei semiconduttori. Anche il complesso processo produttivo della filiera dei semiconduttori dovrebbe iniziare dalla produzione del silicio di base.

Lampada solare da giardino in silicio monocristallino

Il silicio monocristallino è una forma di silicio elementare. Quando il silicio elementare fuso si solidifica, gli atomi di silicio si dispongono in un reticolo di diamante formando numerosi nuclei cristallini. Se questi nuclei cristallini si moltiplicano in grani con la stessa orientazione del piano cristallino, questi grani si combineranno parallelamente per cristallizzare in silicio monocristallino.

Il silicio monocristallino ha le proprietà fisiche di un quasi-metallo e una debole conduttività elettrica, che aumenta con l'aumentare della temperatura. Allo stesso tempo, il silicio monocristallino ha anche una significativa conduttività semielettrica. Il silicio monocristallino ultrapuro è un semiconduttore intrinseco. La conduttività del silicio monocristallino ultrapuro può essere migliorata aggiungendo elementi in tracce IIIA (come il boro), e si può formare un semiconduttore al silicio di tipo P. Ad esempio, l'aggiunta di elementi in tracce IIIA (come il fosforo o l'arsenico) può anche migliorare il grado di conduttività, con la formazione di semiconduttori al silicio di tipo N.

polisilicioluce solare

Il polisilicio è una forma di silicio elementare. Quando il silicio elementare fuso solidifica in condizioni di sottoraffreddamento, gli atomi di silicio si dispongono in numerosi nuclei cristallini a forma di reticolo di diamante. Se questi nuclei cristallini si moltiplicano in grani con diversa orientazione cristallina, questi si combinano e cristallizzano in polisilicio. Si differenzia dal silicio monocristallino, utilizzato in elettronica e celle solari, e dal silicio amorfo, utilizzato nei dispositivi a film sottile eluce da giardino con celle solari

La differenza e la connessione tra i due

Nel silicio monocristallino, la struttura cristallina a telaio è uniforme e può essere identificata dall'aspetto esterno uniforme. Nel silicio monocristallino, il reticolo cristallino dell'intero campione è continuo e non presenta bordi di grano. I monocristalli di grandi dimensioni sono estremamente rari in natura e difficili da produrre in laboratorio (vedi ricristallizzazione). Al contrario, le posizioni degli atomi nelle strutture amorfe sono limitate a un ordinamento a corto raggio.

Le fasi policristalline e subcristalline sono costituite da un gran numero di piccoli cristalli o microcristalli. Il polisilicio è un materiale costituito da molti cristalli di silicio più piccoli. Le celle policristalline possono riconoscere la texture da un effetto lamiera visibile. I gradi di semiconduttore, incluso il polisilicio di grado solare, vengono convertiti in silicio monocristallino, il che significa che i cristalli di polisilicio, collegati casualmente, vengono convertiti in un grande monocristallo. Il silicio monocristallino viene utilizzato per realizzare la maggior parte dei dispositivi microelettronici a base di silicio. Il polisilicio può raggiungere una purezza del 99,9999%. Il polisilicio ultrapuro viene utilizzato anche nell'industria dei semiconduttori, come barre di polisilicio lunghe da 2 a 3 metri. Nell'industria microelettronica, il polisilicio trova applicazioni sia su scala macro che micro. I processi di produzione del silicio monocristallino includono il processo Czeckorasky, la fusione a zona e il processo Bridgman.

La differenza tra polisilicio e silicio monocristallino si manifesta principalmente nelle proprietà fisiche. In termini di proprietà meccaniche ed elettriche, il polisilicio è inferiore al silicio monocristallino. Il polisilicio può essere utilizzato come materia prima per la produzione di silicio monocristallino.

1. In termini di anisotropia delle proprietà meccaniche, ottiche e termiche, è molto meno evidente rispetto al silicio monocristallino

2. In termini di proprietà elettriche, la conduttività elettrica del silicio policristallino è molto meno significativa di quella del silicio monocristallino, o addirittura quasi nessuna conduttività elettrica

3, in termini di attività chimica, la differenza tra i due è molto piccola, generalmente si usa di più il polisilicio