Der Unterschied zwischen Polysilizium und monokristallinem Silizium

Siliziummaterial ist das grundlegendste und wichtigste Material in der Halbleiterindustrie. Der komplexe Produktionsprozess der Halbleiterindustriekette sollte auch mit der Herstellung des grundlegenden Siliziummaterials beginnen.

Solar-Gartenleuchte aus monokristallinem Silizium

Monokristallines Silizium ist eine Form von elementarem Silizium. Beim Erstarren von geschmolzenem elementarem Silizium ordnen sich die Siliziumatome in einem Diamantgitter zu zahlreichen Kristallkeimen an. Wachsen diese Kristallkeime zu Körnern mit gleicher Kristallebenenorientierung, lagern sich diese Körner parallel aneinander und kristallisieren zu monokristallinem Silizium.

Monokristallines Silizium besitzt die physikalischen Eigenschaften eines Quasimetalls und weist eine schwache elektrische Leitfähigkeit auf, die mit steigender Temperatur zunimmt. Gleichzeitig weist monokristallines Silizium eine signifikante Halbwertsleitfähigkeit auf. Ultrareines monokristallines Silizium ist ein intrinsischer Halbleiter. Die Leitfähigkeit von ultrareinem monokristallinem Silizium kann durch Zugabe von Spurenelementen der Klasse IIIA (wie Bor) verbessert werden, wodurch ein p-Typ-Siliziumhalbleiter gebildet werden kann. Auch die Zugabe von Spurenelementen der Klasse IIIA (wie Phosphor oder Arsen) kann die Leitfähigkeit verbessern und einen n-Typ-Siliziumhalbleiter bilden.

PolysiliziumSolarlicht

Polysilizium ist eine Form von elementarem Silizium. Wenn geschmolzenes elementares Silizium unter Unterkühlung erstarrt, ordnen sich Siliziumatome in Form eines Diamantgitters zu zahlreichen Kristallkeimen an. Wachsen diese Kristallkeime zu Körnern mit unterschiedlicher Kristallorientierung, verbinden sich diese Körner und kristallisieren zu Polysilizium. Es unterscheidet sich von monokristallinem Silizium, das in der Elektronik und in Solarzellen verwendet wird, und von amorphem Silizium, das in Dünnschichtbauelementen undSolarzellen Gartenleuchte

Der Unterschied und die Verbindung zwischen den beiden

Bei monokristallinem Silizium ist die Kristallgitterstruktur gleichmäßig und lässt sich an der einheitlichen äußeren Erscheinung erkennen. Bei monokristallinem Silizium ist das Kristallgitter der gesamten Probe kontinuierlich und weist keine Korngrenzen auf. Große Einkristalle sind in der Natur extrem selten und im Labor schwer herzustellen (siehe Rekristallisation). Im Gegensatz dazu sind die Positionen der Atome in amorphen Strukturen auf eine Nahordnung beschränkt.

Polykristalline und subkristalline Phasen bestehen aus einer großen Anzahl kleiner Kristalle oder Mikrokristalle. Polysilizium ist ein Material, das aus vielen kleineren Siliziumkristallen besteht. Polykristalline Zellen erkennen ihre Textur an einem sichtbaren Blecheffekt. Halbleiterqualitäten, einschließlich Polysilizium in Solarqualität, werden in monokristallines Silizium umgewandelt, d. h. die zufällig verbundenen Kristalle im Polysilizium werden in einen großen Einkristall umgewandelt. Monokristallines Silizium wird zur Herstellung der meisten mikroelektronischen Geräte auf Siliziumbasis verwendet. Polysilizium kann eine Reinheit von 99,9999 % erreichen. Ultrareines Polysilizium wird auch in der Halbleiterindustrie verwendet, beispielsweise in Form von 2 bis 3 Meter langen Polysiliziumstäben. In der Mikroelektronikindustrie findet Polysilizium sowohl im Makro- als auch im Mikromaßstab Anwendung. Zu den Herstellungsverfahren für monokristallines Silizium gehören das Czeckorasky-Verfahren, das Zonenschmelzen und das Bridgman-Verfahren.

Der Unterschied zwischen Polysilizium und monokristallinem Silizium zeigt sich hauptsächlich in den physikalischen Eigenschaften. In Bezug auf die mechanischen und elektrischen Eigenschaften ist Polysilizium monokristallinem Silizium unterlegen. Polysilizium kann als Rohmaterial zum Ziehen von monokristallinem Silizium verwendet werden.

1. In Bezug auf die Anisotropie der mechanischen Eigenschaften, optischen Eigenschaften und thermischen Eigenschaften ist es weit weniger offensichtlich als monokristallines Silizium

2. In Bezug auf die elektrischen Eigenschaften ist die elektrische Leitfähigkeit von polykristallinem Silizium weitaus weniger bedeutend als die von monokristallinem Silizium oder sogar fast keine elektrische Leitfähigkeit

3. In Bezug auf die chemische Aktivität ist der Unterschied zwischen den beiden sehr gering. Im Allgemeinen wird Polysilizium mehr verwendet