Kiselmaterial är det mest grundläggande och centrala materialet inom halvledarindustrin. Den komplexa produktionsprocessen i halvledarindustrikedjan bör också utgå från produktionen av det grundläggande kiselmaterialet.
Monokristallin kisel solcellslampa för trädgården
Monokristallint kisel är en form av elementärt kisel. När smält elementärt kisel stelnar, arrangeras kiselatomerna i diamantgitter till många kristallkärnor. Om dessa kristallkärnor växer till korn med samma orientering av kristallplanet, kommer dessa korn att kombineras parallellt för att kristallisera till monokristallint kisel.
Monokristallint kisel har de fysikaliska egenskaperna hos en kvasimetall och har svag elektrisk ledningsförmåga, vilken ökar med ökande temperatur. Samtidigt har monokristallint kisel också betydande semielektrisk ledningsförmåga. Ultrarent monokristallint kisel är en inneboende halvledare. Ledningsförmågan hos ultrarent monokristallint kisel kan förbättras genom att tillsätta spår av ⅢA-element (såsom bor), och P-typ kiselhalvledare kan bildas. Tillsats av spår av ⅤA-element (såsom fosfor eller arsenik) kan också förbättra graden av ledningsförmåga, vilket leder till bildandet av N-typ kiselhalvledare.
Polykisel är en form av elementärt kisel. När smält elementärt kisel stelnar under underkylning, arrangeras kiselatomer i många kristallkärnor i form av diamantgitter. Om dessa kristallkärnor växer till korn med olika kristallorientering, kombineras dessa korn och kristalliseras till polykisel. Det skiljer sig från monokristallint kisel, som används i elektronik och solceller, och från amorft kisel, som används i tunnfilmsanordningar ochsolceller trädgårdslampa
Skillnaden och sambandet mellan de två
I monokristallint kisel är kristallramstrukturen enhetlig och kan identifieras genom det enhetliga yttre utseendet. I monokristallint kisel är kristallgittret i hela provet kontinuerligt och har inga korngränser. Stora enkristaller är extremt sällsynta i naturen och svåra att framställa i laboratoriet (se omkristallisation). Däremot är atomernas positioner i amorfa strukturer begränsade till kortsiktiga ordningsföljder.
Polykristallina och subkristallina faser består av ett stort antal små kristaller eller mikrokristaller. Polykisel är ett material som består av många mindre kiselkristaller. Polykristallina celler kan känna igen textur genom en synlig plåteffekt. Halvledarkvaliteter, inklusive solkvalitetspolykisel, omvandlas till monokristallint kisel, vilket innebär att de slumpmässigt sammankopplade kristallerna i polykiseln omvandlas till en stor enkristall. Monokristallint kisel används för att tillverka de flesta kiselbaserade mikroelektroniska enheter. Polykisel kan uppnå 99,9999 % renhet. Ultrarent polykisel används också inom halvledarindustrin, såsom 2 till 3 meter långa polykiselstavar. Inom mikroelektronikindustrin har polykisel tillämpningar på både makro- och mikroskala. Produktionsprocesserna för monokristallint kisel inkluderar Czeckorasky-processen, zonsmältning och Bridgman-processen.
Skillnaden mellan polykisel och monokristallint kisel manifesteras huvudsakligen i fysikaliska egenskaper. När det gäller mekaniska och elektriska egenskaper är polykisel sämre än monokristallint kisel. Polykisel kan användas som råmaterial för att framställa monokristallint kisel.
1. När det gäller anisotropi av mekaniska egenskaper, optiska egenskaper och termiska egenskaper är det mycket mindre uppenbart än monokristallint kisel
2. När det gäller elektriska egenskaper är den elektriska ledningsförmågan hos polykristallint kisel betydligt mindre betydande än hos monokristallint kisel, eller till och med nästan ingen elektrisk ledningsförmåga alls.
3, när det gäller kemisk aktivitet är skillnaden mellan de två mycket liten, vanligtvis använder man polykisel mer
Publiceringstid: 24 mars 2023