تفاوت بین پلی سیلیکون و سیلیکون تک کریستالی

ماده سیلیکون اساسی‌ترین و اصلی‌ترین ماده در صنعت نیمه‌هادی است. فرآیند تولید پیچیده زنجیره صنعت نیمه‌هادی نیز باید از تولید ماده سیلیکون پایه آغاز شود.

چراغ باغ خورشیدی سیلیکونی مونوکریستالی

سیلیکون تک‌بلوری نوعی سیلیکون عنصری است. هنگامی که سیلیکون عنصری مذاب جامد می‌شود، اتم‌های سیلیکون در شبکه الماس به صورت هسته‌های کریستالی زیادی چیده می‌شوند. اگر این هسته‌های کریستالی به صورت دانه‌هایی با جهت‌گیری یکسان در صفحه کریستالی رشد کنند، این دانه‌ها به صورت موازی ترکیب شده و به سیلیکون تک‌بلوری تبدیل می‌شوند.

سیلیکون تک‌بلوری خواص فیزیکی یک شبه‌فلز را دارد و رسانایی الکتریکی ضعیفی دارد که با افزایش دما افزایش می‌یابد. در عین حال، سیلیکون تک‌بلوری همچنین رسانایی نیمه‌الکتریکی قابل توجهی دارد. سیلیکون تک‌بلوری فوق خالص یک نیمه‌رسانای ذاتی است. رسانایی سیلیکون تک‌بلوری فوق خالص را می‌توان با افزودن عناصر کمیاب ⅢA (مانند بور) بهبود بخشید و نیمه‌رسانای سیلیکون نوع P را تشکیل داد. مانند افزودن عناصر کمیاب ⅤA (مانند فسفر یا آرسنیک) نیز می‌تواند درجه رسانایی را بهبود بخشد و نیمه‌رسانای سیلیکون نوع N را تشکیل دهد.

پلی سیلیکوننور خورشیدی

پلی‌سیلیکون نوعی سیلیکون عنصری است. هنگامی که سیلیکون عنصری مذاب تحت شرایط فوق سرد شدن جامد می‌شود، اتم‌های سیلیکون به صورت هسته‌های کریستالی زیادی به شکل شبکه الماس چیده می‌شوند. اگر این هسته‌های کریستالی به صورت دانه‌هایی با جهت‌گیری کریستالی متفاوت رشد کنند، این دانه‌ها با هم ترکیب شده و به صورت پلی‌سیلیکون متبلور می‌شوند. این ماده با سیلیکون تک‌بلوری که در الکترونیک و سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود و با سیلیکون آمورف که در دستگاه‌های لایه نازک و ... استفاده می‌شود، متفاوت است.چراغ باغی سلول خورشیدی

تفاوت و ارتباط بین این دو

در سیلیکون تک‌بلوری، ساختار قاب کریستالی یکنواخت است و می‌توان آن را با ظاهر خارجی یکنواخت شناسایی کرد. در سیلیکون تک‌بلوری، شبکه کریستالی کل نمونه پیوسته است و هیچ مرز دانه‌ای ندارد. تک‌بلوری‌های بزرگ در طبیعت بسیار نادر هستند و ساخت آنها در آزمایشگاه دشوار است (به تبلور مجدد مراجعه کنید). در مقابل، موقعیت اتم‌ها در ساختارهای آمورف به ترتیب کوتاه‌برد محدود می‌شود.

فازهای پلی کریستالی و زیرکریستالی از تعداد زیادی کریستال کوچک یا میکروکریستال تشکیل شده‌اند. پلی سیلیکون ماده‌ای است که از بسیاری از کریستال‌های سیلیکونی کوچکتر تشکیل شده است. سلول‌های پلی کریستالی می‌توانند بافت را با اثر ورق فلزی قابل مشاهده تشخیص دهند. گریدهای نیمه‌هادی از جمله پلی سیلیکون گرید خورشیدی به سیلیکون تک کریستالی تبدیل می‌شوند، به این معنی که کریستال‌های متصل به هم در پلی سیلیکون به یک کریستال بزرگ تبدیل می‌شوند. سیلیکون تک کریستالی برای ساخت اکثر دستگاه‌های میکروالکترونیک مبتنی بر سیلیکون استفاده می‌شود. پلی سیلیکون می‌تواند به خلوص 99.9999٪ دست یابد. پلی سیلیکون فوق خالص نیز در صنعت نیمه‌هادی مانند میله‌های پلی سیلیکونی 2 تا 3 متری استفاده می‌شود. در صنعت میکروالکترونیک، پلی سیلیکون در مقیاس ماکرو و میکرو کاربرد دارد. فرآیندهای تولید سیلیکون تک کریستالی شامل فرآیند چکوراسکی، ذوب منطقه‌ای و فرآیند بریجمن است.

تفاوت بین پلی سیلیکون و سیلیکون تک کریستالی عمدتاً در خواص فیزیکی آشکار می‌شود. از نظر خواص مکانیکی و الکتریکی، پلی سیلیکون از سیلیکون تک کریستالی پایین‌تر است. پلی سیلیکون می‌تواند به عنوان ماده اولیه برای ترسیم سیلیکون تک کریستالی استفاده شود.

۱. از نظر ناهمسانگردی خواص مکانیکی، خواص نوری و خواص حرارتی، بسیار کمتر از سیلیکون تک کریستالی مشهود است.

۲. از نظر خواص الکتریکی، رسانایی الکتریکی سیلیکون پلی کریستالی بسیار کمتر از سیلیکون تک کریستالی است، یا حتی تقریباً هیچ رسانایی الکتریکی ندارد.

۳، از نظر فعالیت شیمیایی، تفاوت بین این دو بسیار کم است، معمولاً از پلی‌سیلیکون بیشتر استفاده می‌شود