Sự khác biệt giữa polysilicon và silicon đơn tinh thể

Vật liệu silicon là vật liệu cơ bản và cốt lõi nhất trong ngành công nghiệp bán dẫn. Quá trình sản xuất phức tạp của chuỗi ngành công nghiệp bán dẫn cũng phải bắt đầu từ việc sản xuất vật liệu silicon cơ bản.

đèn sân vườn năng lượng mặt trời silicon đơn tinh thể

Silic đơn tinh thể là một dạng của silic nguyên tố. Khi silic nguyên tố nóng chảy đông đặc lại, các nguyên tử silic được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể kim cương thành nhiều nhân tinh thể. Nếu các nhân tinh thể này phát triển thành các hạt có cùng hướng mặt phẳng tinh thể, chúng sẽ kết hợp song song để kết tinh thành silic đơn tinh thể.

Silic đơn tinh thể có các tính chất vật lý của một chất bán kim loại và có độ dẫn điện yếu, độ dẫn điện này tăng lên khi nhiệt độ tăng. Đồng thời, silic đơn tinh thể cũng có độ dẫn điện bán phần đáng kể. Silic đơn tinh thể siêu tinh khiết là một chất bán dẫn nội tại. Độ dẫn điện của silic đơn tinh thể siêu tinh khiết có thể được cải thiện bằng cách thêm một lượng nhỏ các nguyên tố IIIA (như boron), và có thể hình thành chất bán dẫn silic loại P. Ví dụ, việc thêm một lượng nhỏ các nguyên tố VA (như phốt pho hoặc asen) cũng có thể cải thiện độ dẫn điện, tạo thành chất bán dẫn silic loại N.

polysiliconđèn năng lượng mặt trời

Polysilicon là một dạng của silicon nguyên tố. Khi silicon nguyên tố nóng chảy đông đặc trong điều kiện siêu lạnh, các nguyên tử silicon được sắp xếp thành nhiều nhân tinh thể theo dạng mạng tinh thể kim cương. Nếu các nhân tinh thể này phát triển thành các hạt có định hướng tinh thể khác nhau, các hạt này sẽ kết hợp và kết tinh thành polysilicon. Nó khác với silicon đơn tinh thể, được sử dụng trong điện tử và pin mặt trời, và khác với silicon vô định hình, được sử dụng trong các thiết bị màng mỏng.đèn sân vườn năng lượng mặt trời

Sự khác biệt và mối liên hệ giữa hai điều đó

Trong silic đơn tinh thể, cấu trúc khung tinh thể đồng nhất và có thể được nhận biết bằng hình dạng bên ngoài đồng nhất. Trong silic đơn tinh thể, mạng tinh thể của toàn bộ mẫu liên tục và không có ranh giới hạt. Các tinh thể đơn lớn cực kỳ hiếm trong tự nhiên và khó tạo ra trong phòng thí nghiệm (xem quá trình tái kết tinh). Ngược lại, vị trí của các nguyên tử trong cấu trúc vô định hình bị giới hạn trong trật tự tầm ngắn.

Các pha đa tinh thể và bán tinh thể bao gồm một số lượng lớn các tinh thể nhỏ hoặc vi tinh thể. Polysilicon là một vật liệu được tạo thành từ nhiều tinh thể silicon nhỏ hơn. Các tế bào đa tinh thể có thể nhận biết cấu trúc bằng hiệu ứng kim loại tấm có thể nhìn thấy được. Các loại polysilicon dùng trong bán dẫn, bao gồm cả polysilicon dùng cho năng lượng mặt trời, được chuyển đổi thành silicon đơn tinh thể, có nghĩa là các tinh thể liên kết ngẫu nhiên trong polysilicon được chuyển đổi thành một tinh thể đơn lớn. Silicon đơn tinh thể được sử dụng để chế tạo hầu hết các thiết bị vi điện tử dựa trên silicon. Polysilicon có thể đạt độ tinh khiết 99,9999%. Polysilicon siêu tinh khiết cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn, chẳng hạn như các thanh polysilicon dài từ 2 đến 3 mét. Trong ngành công nghiệp vi điện tử, polysilicon có ứng dụng ở cả quy mô vĩ mô và vi mô. Các quy trình sản xuất silicon đơn tinh thể bao gồm quy trình Czeckorasky, nấu chảy vùng và quy trình Bridgman.

Sự khác biệt giữa polysilicon và silicon đơn tinh thể chủ yếu thể hiện ở các tính chất vật lý. Về tính chất cơ học và điện, polysilicon kém hơn silicon đơn tinh thể. Polysilicon có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô để kéo sợi silicon đơn tinh thể.

1. Về tính dị hướng của các tính chất cơ học, quang học và nhiệt học, nó ít rõ rệt hơn nhiều so với silicon đơn tinh thể.

2. Về tính chất điện, độ dẫn điện của silic đa tinh thể kém hơn nhiều so với silic đơn tinh thể, thậm chí gần như không có độ dẫn điện.

3. Về hoạt tính hóa học, sự khác biệt giữa hai loại này rất nhỏ, nhìn chung người ta thường sử dụng polysilicon nhiều hơn.