Cấu trúc của một tấm wafer silicon đơn tinh thể

Khi silicon nguyên tố nóng chảy đông đặc lại, các nguyên tử silicon được sắp xếp theo thứ tự tầm xa ba chiều trong mạng kim cương để trở thành silicon đơn tinh thể. Silicon đơn tinh thể có tính chất vật lý của kim loại và có độ dẫn điện yếu. Độ dẫn điện của nó tăng khi nhiệt độ tăng và nó có tính bán dẫn đáng kể. Silicon đơn tinh thể siêu tinh khiết là một chất bán dẫn nội tại. Việc pha tạp một lượng nhỏ các nguyên tố nhóm IIIA, chẳng hạn như boron, vào silicon đơn tinh thể siêu tinh khiết có thể làm tăng tính dẫn điện của nó và tạo thành chất bán dẫn silicon loại p; nếu pha tạp một lượng nhỏ các nguyên tố nhóm VA, chẳng hạn như phốt pho hoặc asen, cũng có thể làm tăng độ dẫn điện. Một chất bán dẫn silicon loại n được hình thành. Phương pháp sản xuất silicon đơn tinh thể thường là tạo ra silicon đa tinh thể hoặc silicon vô định hình trước, sau đó sử dụng phương pháp Czochralski hoặc phương pháp nấu chảy vùng huyền phù để phát triển silicon đơn tinh thể hình que từ sự tan chảy. Silicon đơn tinh thể chủ yếu được sử dụng để chế tạo các linh kiện bán dẫn. Silicon tinh thể silicon có màu xanh đậm, rất giòn và là chất bán dẫn điển hình. Tính chất hóa học rất ổn định. Ở nhiệt độ phòng khó phản ứng với các chất khác ngoại trừ hydro florua.