シリコン材料は、半導体産業において最も基本的かつ中核的な材料です。半導体産業チェーンの複雑な生産プロセスも、基本的なシリコン材料の生産から開始する必要があります。
単結晶シリコンは、元素シリコンの一種です。溶融した元素シリコンが凝固すると、シリコン原子はダイヤモンド格子内に配置され、多くの結晶核になります。この結晶核が同じ結晶面方位を持った粒子に成長すると、それらの粒子が平行に結合して単結晶シリコンが結晶化します。
単結晶シリコンは準金属の物理的性質を持ち、温度が上昇すると電気伝導度が増加します。同時に、単結晶シリコンは優れた半導電性も持っています。超高純度の単結晶シリコンは真性半導体です。超高純度の単結晶シリコンに微量ⅢA元素(ホウ素など)を添加することで導電性を向上させ、P型シリコン半導体を形成することができます。微量ⅤA元素(リンやヒ素など)の添加などでも、N型シリコン半導体の形成における導電性の程度を向上させることができます。
ポリシリコンは元素シリコンの一種です。溶融したケイ素単体が過冷却状態で凝固すると、ケイ素原子がダイヤモンド格子状に多数の結晶核を形成して配列します。これらの結晶核が異なる結晶方位を持った粒子に成長すると、それらの粒子が結合してポリシリコンが結晶化します。エレクトロニクスや太陽電池に使用される単結晶シリコンや、薄膜デバイスや薄膜デバイスに使用されるアモルファスシリコンとは異なります。太陽電池ガーデンライト
両者の違いとつながり
単結晶シリコンでは結晶骨格構造が均一であり、均一な外観によって識別できます。単結晶シリコンでは、サンプル全体の結晶格子が連続しており、粒界がありません。大きな単結晶は自然界では非常にまれであり、実験室で作るのは困難です(再結晶を参照)。対照的に、アモルファス構造内の原子の位置は、短距離の秩序に限定されます。
多結晶相および亜結晶相は、多数の小さな結晶または微結晶で構成されます。ポリシリコンは、多数の小さなシリコン結晶から構成される材料です。多結晶セルは、目に見える板金効果によってテクスチャを認識できます。ソーラーグレードのポリシリコンを含む半導体グレードは単結晶シリコンに変換されます。これは、ポリシリコン内のランダムに接続された結晶が大きな単結晶に変換されることを意味します。単結晶シリコンは、ほとんどのシリコンベースのマイクロ電子デバイスの製造に使用されます。ポリシリコンは 99.9999% の純度を達成できます。超高純度ポリシリコンは、長さ 2 ~ 3 メートルのポリシリコン ロッドなど、半導体産業でも使用されます。マイクロエレクトロニクス産業では、ポリシリコンはマクロスケールとマイクロスケールの両方で用途があります。単結晶シリコンの製造プロセスには、チェコラスキー法、ゾーンメルト法、ブリッジマン法などがあります。
ポリシリコンと単結晶シリコンの違いは主に物理的特性に現れます。機械的および電気的特性の点では、ポリシリコンは単結晶シリコンより劣ります。ポリシリコンは単結晶シリコンを描画するための原料として使用できます。
1. 機械的特性、光学的特性、熱的特性の異方性に関しては、単結晶シリコンよりもはるかに明白ではありません。
2. 電気的特性の観点から見ると、多結晶シリコンの導電率は単結晶シリコンの導電率よりもはるかに小さいか、ほとんど導電率がないことさえあります。
3、化学活性の点で、2つの間の差は非常に小さく、一般的にはポリシリコンをより使用します。
投稿日時: 2023 年 3 月 24 日