Polisilikon ve monokristalin silikon arasındaki fark

Silikon malzeme, yarı iletken endüstrisindeki en temel ve çekirdek malzemedir. Yarı iletken endüstri zincirinin karmaşık üretim süreci de temel silikon malzemenin üretimiyle başlamalıdır.

Monokristal silikon güneş enerjili bahçe lambası

Tek kristalli silisyum, elementel silisyumun bir formudur. Erimiş elementel silisyum katılaştığında, silisyum atomları elmas kafes yapısında birçok kristal çekirdeği halinde düzenlenir. Bu kristal çekirdekleri, aynı kristal düzlem yönelimine sahip taneler halinde büyürse, bu taneler paralel olarak birleşerek tek kristalli silisyum oluşturur.

Tek kristalli silikon, yarı metal fiziksel özelliklerine sahiptir ve zayıf elektriksel iletkenliğe sahiptir; bu iletkenlik sıcaklık artışıyla birlikte artar. Aynı zamanda, tek kristalli silikon önemli yarı elektriksel iletkenliğe de sahiptir. Ultra saf tek kristalli silikon, doğal bir yarı iletkendir. Ultra saf tek kristalli silikonun iletkenliği, eser miktarda IIIA element (örneğin bor) eklenerek iyileştirilebilir ve P tipi silikon yarı iletken oluşturulabilir. Benzer şekilde, eser miktarda VA element (örneğin fosfor veya arsenik) eklenmesi de iletkenlik derecesini iyileştirerek N tipi silikon yarı iletken oluşumunu sağlayabilir.

polisilikongüneş ışığı

Polisilisyum, elementel silikonun bir formudur. Erimiş elementel silikon, aşırı soğutma koşullarında katılaştığında, silikon atomları elmas kafes şeklinde birçok kristal çekirdeği halinde düzenlenir. Bu kristal çekirdekleri farklı kristal yönelimli tanecikler halinde büyürse, bu tanecikler birleşerek polisilisyum oluşturur. Elektronik ve güneş pillerinde kullanılan monokristal silikondan ve ince film cihazlarında kullanılan amorf silikondan farklıdır.güneş panelli bahçe lambası

İkisi arasındaki fark ve bağlantı

Tek kristalli silisyumda, kristal çerçeve yapısı homojendir ve homojen dış görünümüyle tanımlanabilir. Tek kristalli silisyumda, tüm numunenin kristal kafesi süreklidir ve tane sınırları yoktur. Büyük tek kristaller doğada son derece nadirdir ve laboratuvarda üretilmesi zordur (bkz. yeniden kristalleşme). Buna karşılık, amorf yapılardaki atomların konumları kısa menzilli düzenlemeyle sınırlıdır.

Polikristalin ve alt kristalin fazlar, çok sayıda küçük kristal veya mikro kristalden oluşur. Polisilisyum, birçok küçük silikon kristalinden oluşan bir malzemedir. Polikristalin hücreler, görünür bir metal levha etkisiyle dokuyu algılayabilir. Güneş enerjisi sınıfı polisilisyum da dahil olmak üzere yarı iletken kaliteleri, monokristalin silikona dönüştürülür; bu, polisilisyumdaki rastgele bağlantılı kristallerin büyük bir tek kristale dönüştürülmesi anlamına gelir. Monokristalin silikon, silikon tabanlı mikroelektronik cihazların çoğunu yapmak için kullanılır. Polisilisyum %99,9999 saflığa ulaşabilir. Ultra saf polisilisyum, yarı iletken endüstrisinde, örneğin 2 ila 3 metre uzunluğunda polisilisyum çubuklar gibi kullanılır. Mikroelektronik endüstrisinde, polisilisyum hem makro hem de mikro ölçekte uygulamalara sahiptir. Monokristalin silikonun üretim süreçleri arasında Czeckorasky prosesi, bölge eritme ve Bridgman prosesi bulunur.

Polisilisyum ile monokristalin silisyum arasındaki fark esas olarak fiziksel özelliklerde kendini gösterir. Mekanik ve elektriksel özellikler açısından polisilisyum, monokristalin silisyumdan daha düşüktür. Polisilisyum, monokristalin silisyum elde etmek için hammadde olarak kullanılabilir.

1. Mekanik özellikler, optik özellikler ve termal özelliklerin anizotropisi açısından, tek kristalli silisyuma göre çok daha az belirgindir.

2. Elektriksel özellikler açısından, polikristalin silisyumun elektriksel iletkenliği, monokristalin silisyumunkinden çok daha azdır, hatta neredeyse hiç elektriksel iletkenliği yoktur.

3. Kimyasal aktivite açısından ikisi arasındaki fark çok küçüktür, genellikle polisilikon daha çok kullanılır.