Single Crystal Silicon Waferi struktuur

Kui sula elementaarne räni tahkub, paiknevad räni aatomid kolmemõõtmelises pikamaa järjestuses teemantvõres, saades monokristallilise räni. Ühekristallilisel ränil on metalloidi füüsikalised omadused ja sellel on nõrk juhtivus. Selle juhtivus suureneb koos temperatuuri tõusuga ja sellel on märkimisväärne pooljuhtivus. Ultrapuhas monokristallräni on sisemine pooljuht. Väikese koguse IIIA rühma elementide, näiteks boori, lisamine ülipuhtasse monokristallräni võib suurendada selle elektrijuhtivust ja moodustada p-tüüpi räni pooljuhi; elektrijuhtivust võib suurendada ka väikese koguse VA rühma elementide, näiteks fosfori või arseeni doping. Tekib n-tüüpi räni pooljuht. Monokristallilise räni valmistamise meetod on tavaliselt polükristallilise räni või amorfse räni valmistamine ja seejärel Czochralski meetodi või suspensioontsooni sulatusmeetodi kasutamine, et kasvatada sulatisest vardakujulist monokristallräni. Monokristallilist räni kasutatakse peamiselt pooljuhtkomponentide valmistamiseks. Räni kristalne räni on tumesinine, väga rabe ja tüüpiline pooljuht. Keemilised omadused on väga stabiilsed. Toatemperatuuril on raske reageerida teiste ainetega peale vesinikfluoriidi.