Le silicium est le matériau le plus basique et le plus central de l’industrie des semi-conducteurs. Le processus de production complexe de la chaîne industrielle des semi-conducteurs devrait également commencer par la production de matériau de base en silicium.
Lampe de jardin solaire en silicium monocristallin
Le silicium monocristallin est une forme de silicium élémentaire. Lorsque le silicium élémentaire fondu se solidifie, les atomes de silicium sont disposés en réseau de diamant en de nombreux noyaux cristallins. Si ces noyaux cristallins se transforment en grains ayant la même orientation du plan cristallin, ces grains seront combinés en parallèle pour cristalliser en silicium monocristallin.
Le silicium monocristallin possède les propriétés physiques d'un quasi-métal et possède une faible conductivité électrique, qui augmente avec l'augmentation de la température. Dans le même temps, le silicium monocristallin possède également une conductivité semi-électrique importante. Le silicium monocristallin ultra pur est un semi-conducteur intrinsèque. La conductivité du silicium monocristallin ultra-pur peut être améliorée en ajoutant des éléments traces ⅢA (tels que le bore), et un semi-conducteur en silicium de type P peut être formé. Comme l'ajout d'éléments traces ⅤA (tels que le phosphore ou l'arsenic) peut également améliorer le degré de conductivité, la formation d'un semi-conducteur de silicium de type N.
Le polysilicium est une forme de silicium élémentaire. Lorsque le silicium élémentaire fondu se solidifie dans des conditions de surfusion, les atomes de silicium sont disposés en de nombreux noyaux cristallins sous la forme d'un réseau de diamant. Si ces noyaux cristallins se transforment en grains ayant une orientation cristalline différente, ces grains se combinent et cristallisent en polysilicium. Il diffère du silicium monocristallin, utilisé dans l'électronique et les cellules solaires, et du silicium amorphe, utilisé dans les dispositifs à couches minces etlampe de jardin à cellules solaires
La différence et le lien entre les deux
Dans le silicium monocristallin, la structure de la structure cristalline est uniforme et peut être identifiée par son aspect externe uniforme. Dans le silicium monocristallin, le réseau cristallin de l’ensemble de l’échantillon est continu et ne présente pas de limites de grains. Les gros monocristaux sont extrêmement rares dans la nature et difficiles à fabriquer en laboratoire (voir recristallisation). En revanche, les positions des atomes dans les structures amorphes sont limitées à un ordre à courte portée.
Les phases polycristallines et subcristallines sont constituées d'un grand nombre de petits cristaux ou microcristaux. Le polysilicium est un matériau composé de nombreux cristaux de silicium plus petits. Les cellules polycristallines peuvent reconnaître la texture grâce à un effet de tôle visible. Les qualités de semi-conducteurs, y compris le polysilicium de qualité solaire, sont converties en silicium monocristallin, ce qui signifie que les cristaux connectés de manière aléatoire dans le polysilicium sont convertis en un grand monocristal. Le silicium monocristallin est utilisé pour fabriquer la plupart des dispositifs microélectroniques à base de silicium. Le polysilicium peut atteindre une pureté de 99,9999 %. Le polysilicium ultra pur est également utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs, comme les tiges de polysilicium de 2 à 3 mètres de long. Dans l’industrie microélectronique, le silicium polycristallin a des applications à l’échelle macro et micro. Les procédés de production de silicium monocristallin comprennent le procédé Czeckorasky, la fusion de zone et le procédé Bridgman.
La différence entre le polysilicium et le silicium monocristallin se manifeste principalement dans les propriétés physiques. En termes de propriétés mécaniques et électriques, le polysilicium est inférieur au silicium monocristallin. Le polysilicium peut être utilisé comme matière première pour l’étirage du silicium monocristallin.
1. En termes d'anisotropie des propriétés mécaniques, optiques et thermiques, c'est beaucoup moins évident que le silicium monocristallin
2. En termes de propriétés électriques, la conductivité électrique du silicium polycristallin est bien moins importante que celle du silicium monocristallin, voire quasiment nulle.
3, en termes d'activité chimique, la différence entre les deux est très faible, utilisez généralement davantage de polysilicium
Heure de publication : 24 mars 2023