Struktur af en enkelt krystal siliciumwafer

Når smeltet elementært silicium størkner, arrangeres siliciumatomer i en tredimensionel langrækkende rækkefølge i et diamantgitter for at blive enkeltkrystalsilicium. Enkeltkrystal silicium har de fysiske egenskaber som metalloid og har svag ledningsevne. Dens ledningsevne stiger med stigningen i temperaturen, og den har betydelig halvledningsevne. Ultrarent enkeltkrystal silicium er en iboende halvleder. Doping af en lille mængde gruppe IIIA-elementer, såsom bor, i ultrarent enkeltkrystalsilicium kan øge dets elektriske ledningsevne og danne en p-type siliciumhalvleder; hvis doping af en lille mængde gruppe VA-elementer, såsom fosfor eller arsen, kan det også øge den elektriske ledningsevne. Der dannes en n-type siliciumhalvleder. Metoden til fremstilling af enkeltkrystalsilicium er normalt at fremstille polykrystallinsk silicium eller amorft silicium først og derefter bruge Czochralski-metoden eller suspensionszone-smeltemetoden til at dyrke stavformet enkeltkrystalsilicium fra smelten. Monokrystallinsk silicium bruges hovedsageligt til fremstilling af halvlederkomponenter. Silicium krystallinsk silicium er mørkeblåt, meget skørt og er en typisk halvleder. Kemiske egenskaber er meget stabile. Ved stuetemperatur er det svært at reagere med andre stoffer undtagen hydrogenfluorid.