Struktur eines einkristallinen Siliziumwafers

Wenn geschmolzenes elementares Silizium erstarrt, werden Siliziumatome in einer dreidimensionalen Fernordnung in einem Diamantgitter angeordnet und bilden einkristallines Silizium. Einkristallines Silizium hat die physikalischen Eigenschaften eines Metalloids und weist eine schwache Leitfähigkeit auf. Seine Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu und es weist eine erhebliche Halbleiterfähigkeit auf. Hochreines einkristallines Silizium ist ein intrinsischer Halbleiter. Das Dotieren einer kleinen Menge von Elementen der Gruppe IIIA, wie z. B. Bor, in ultrareinem einkristallinem Silizium kann dessen elektrische Leitfähigkeit erhöhen und einen p-Typ-Siliziumhalbleiter bilden; Wenn eine kleine Menge an Elementen der Gruppe VA, wie Phosphor oder Arsen, dotiert wird, kann dies auch die elektrische Leitfähigkeit erhöhen. Es entsteht ein Siliziumhalbleiter vom n-Typ. Das Verfahren zur Herstellung von einkristallinem Silizium besteht normalerweise darin, zunächst polykristallines Silizium oder amorphes Silizium herzustellen und dann das Czochralski-Verfahren oder das Suspensionszonenschmelzverfahren zu verwenden, um aus der Schmelze stabförmiges einkristallines Silizium zu züchten. Monokristallines Silizium wird hauptsächlich zur Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet. Siliziumkristallines Silizium ist dunkelblau, sehr spröde und ein typischer Halbleiter. Die chemischen Eigenschaften sind sehr stabil. Bei Raumtemperatur ist es schwierig, mit anderen Stoffen außer Fluorwasserstoff zu reagieren.