Structure d'une plaquette de silicium monocristallin

Lorsque le silicium élémentaire fondu se solidifie, les atomes de silicium sont disposés dans un ordre tridimensionnel à longue distance dans un réseau de diamant pour devenir du silicium monocristallin. Le silicium monocristallin a les propriétés physiques du métalloïde et a une faible conductivité. Sa conductivité augmente avec l’augmentation de la température et sa semiconductivité est importante. Le silicium monocristallin ultrapur est un semi-conducteur intrinsèque. Le dopage d'une petite quantité d'éléments du groupe IIIA, tels que le bore, dans du silicium monocristallin ultra-pur peut augmenter sa conductivité électrique et former un semi-conducteur de silicium de type p ; si le dopage d'une petite quantité d'éléments du groupe VA, tels que le phosphore ou l'arsenic, peut également augmenter la conductivité électrique. Un semi-conducteur en silicium de type n est formé. La méthode de fabrication de silicium monocristallin consiste généralement à fabriquer d'abord du silicium polycristallin ou du silicium amorphe, puis à utiliser la méthode Czochralski ou la méthode de fusion par zone de suspension pour faire croître du silicium monocristallin en forme de bâtonnet à partir de la masse fondue. Le silicium monocristallin est principalement utilisé pour fabriquer des composants semi-conducteurs. Le silicium cristallin est bleu foncé, très cassant et constitue un semi-conducteur typique. Les propriétés chimiques sont très stables. À température ambiante, il est difficile de réagir avec d'autres substances à l'exception du fluorure d'hydrogène.