Il materiale in 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 materiale di base del silicio.
Lampada solare da giardino in silicio monocristallino
Il silicio monocristallino è una forma di silicio elementare.Quando il silicio elementare fuso solidifica, gli atomi di silicio sono disposti in un reticolo di diamante in molti nuclei cristallini.Se questi nuclei cristallini crescono in grani con lo stesso orientamento del piano cristallino, questi grani verranno combinati in parallelo per cristallizzare in silicio monocristallino.
Il silicio monocristallino ha le proprietà fisiche di un quasi metallo e ha 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 traccia ⅢA (come il boro) e si può formare un semiconduttore di silicio di tipo P.Ad esempio, l'aggiunta di elementi in tracce ⅤA (come fosforo o arsenico) può anche migliorare il grado di conduttività, la formazione di semiconduttori di silicio di tipo N.
Il polisilicio è una forma di silicio elementare.Quando il silicio elementare fuso solidifica in condizioni di superraffreddamento, gli atomi di silicio sono disposti in molti nuclei cristallini sotto forma di reticolo di diamante.Se questi nuclei cristallini crescono in grani con diverso orientamento cristallino, questi grani si combinano e cristallizzano in polisilicio.Si differenzia dal silicio monocristallino, utilizzato nell'elettronica e nelle celle solari, e dal silicio amorfo, utilizzato nei dispositivi a film sottile eLuce da giardino a celle solari
La differenza e la connessione tra i due
Nel silicio monocristallino la struttura del telaio cristallino 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 grandi cristalli singoli sono estremamente rari in natura e difficili da realizzare in laboratorio (vedi ricristallizzazione).Al contrario, le posizioni degli atomi nelle strutture amorfe sono limitate all'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 struttura grazie all'effetto lamiera visibile.I gradi di semiconduttori, compreso il polisilicio di grado solare, vengono convertiti in silicio monocristallino, il che significa che i cristalli collegati in modo casuale nel polisilicio vengono convertiti in un grande cristallo singolo.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 ad esempio le barre di polisilicio lunghe da 2 a 3 metri.Nell'industria microelettronica, il polisilicio ha applicazioni sia su scala macro che micro.I processi di produzione del silicio monocristallino comprendono il processo Czeckorasky, la fusione a zone 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 trafilatura del silicio monocristallino.
1. In termini di anisotropia delle proprietà meccaniche, delle proprietà ottiche e delle proprietà termiche, è molto meno ovvio del 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
Orario di pubblicazione: 24 marzo 2023