La diferencia entre el polisilicio y el silicio monocristalino

El silicio es el material básico y fundamental en la industria de los semiconductores. El complejo proceso de producción de la cadena de valor de la industria de los semiconductores también debe comenzar con la producción de silicio.

Lámpara solar de jardín de silicio monocristalino

El silicio monocristalino es una forma de silicio elemental. Cuando el silicio elemental fundido se solidifica, los átomos de silicio se organizan en una red cristalina de diamante, formando numerosos núcleos cristalinos. Si estos núcleos cristalinos crecen formando granos con la misma orientación del plano cristalino, estos granos se combinarán en paralelo para cristalizar en silicio monocristalino.

El silicio monocristalino posee propiedades físicas de cuasimetal y una conductividad eléctrica débil, que aumenta con la temperatura. Al mismo tiempo, también presenta una conductividad semieléctrica significativa. El silicio monocristalino ultrapuro es un semiconductor intrínseco. La conductividad del silicio monocristalino ultrapuro puede mejorarse mediante la adición de trazas de elementos IIIA (como el boro), lo que da lugar a un semiconductor de silicio de tipo P. De igual modo, la adición de trazas de elementos VA (como el fósforo o el arsénico) también puede mejorar la conductividad, dando lugar a un semiconductor de silicio de tipo N.

polisilicioluz solar

El polisilicio es una forma de silicio elemental. Cuando el silicio elemental fundido se solidifica bajo condiciones de superenfriamiento, los átomos de silicio se organizan en muchos núcleos cristalinos en forma de red de diamante. Si estos núcleos cristalinos crecen en granos con diferente orientación cristalina, estos granos se combinan y cristalizan en polisilicio. Se diferencia del silicio monocristalino, que se utiliza en electrónica y células solares, y del silicio amorfo, que se utiliza en dispositivos de película delgada.Lámpara de jardín con células solares

La diferencia y la conexión entre los dos

En el silicio monocristalino, la estructura cristalina es uniforme y se identifica por su apariencia externa homogénea. En este caso, la red cristalina de toda la muestra es continua y carece de límites de grano. Los monocristales de gran tamaño son extremadamente raros en la naturaleza y difíciles de obtener en el laboratorio (véase recristalización). En contraste, en las estructuras amorfas, la posición de los átomos se limita a un ordenamiento de corto alcance.

Las fases policristalinas y subcristalinas consisten en un gran número de cristales pequeños o microcristales. El polisilicio es un material compuesto por muchos cristales de silicio más pequeños. Las células policristalinas pueden reconocer la textura mediante un efecto de lámina metálica visible. Los grados semiconductores, incluido el polisilicio de grado solar, se convierten en silicio monocristalino, lo que significa que los cristales conectados aleatoriamente en el polisilicio se convierten en un gran monocristal. El silicio monocristalino se utiliza para fabricar la mayoría de los dispositivos microelectrónicos basados ​​en silicio. El polisilicio puede alcanzar una pureza del 99,9999 %. El polisilicio ultrapuro también se utiliza en la industria de los semiconductores, como por ejemplo, varillas de polisilicio de 2 a 3 metros de longitud. En la industria de la microelectrónica, el polisilicio tiene aplicaciones tanto a macroescala como a microescala. Los procesos de producción de silicio monocristalino incluyen el proceso Czeckorasky, la fusión por zonas y el proceso Bridgman.

La diferencia entre el polisilicio y el silicio monocristalino radica principalmente en sus propiedades físicas. En cuanto a propiedades mecánicas y eléctricas, el polisilicio es inferior al silicio monocristalino. El polisilicio puede utilizarse como materia prima para la fabricación de silicio monocristalino.

1. En términos de anisotropía de las propiedades mecánicas, ópticas y térmicas, es mucho menos evidente que el silicio monocristalino.

2. En términos de propiedades eléctricas, la conductividad eléctrica del silicio policristalino es mucho menos significativa que la del silicio monocristalino, o incluso casi nula.

3. En términos de actividad química, la diferencia entre ambos es muy pequeña; generalmente se utiliza más polisilicio.