單晶硅,英文,Monocrystallinesilicon。是硅的單晶體。具有基本完整的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的晶體。不同的方向具有不同的性質(zhì),是一種良好的半導(dǎo)材料。純度要求達(dá)到99.9999%,甚至達(dá)到99.9999999%以上。用于制造半導(dǎo)體器件、太陽(yáng)能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內(nèi)拉制而成。
用途:?jiǎn)尉Ч杈哂薪饎偸Ц瘢w硬而脆,具有金屬光澤,能導(dǎo)電,但導(dǎo)電率不及金屬,且隨著溫度升高而增加,具有半導(dǎo)體性質(zhì)。單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成P型半導(dǎo)體,摻入微量的第VA族元素,形成N型,N型和P型半導(dǎo)體結(jié)合在一起,就可做成太陽(yáng)能電池,將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
各種晶體材料,特別是以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,成為當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱,并使信息產(chǎn)業(yè)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增長(zhǎng)快的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。單晶硅作為一種極具潛能,亟待開(kāi)發(fā)利用的高科技資源,正引起越來(lái)越多的關(guān)注和重視。
與此同時(shí),鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力的增加,世界上許多國(guó)家正掀起開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮并成為各國(guó)制定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。
在跨入21世紀(jì)門(mén)檻后,世界大多數(shù)國(guó)家踴躍參與以至在全球范圍掀起了太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的“綠色能源熱”,各國(guó)相繼研發(fā)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng),把太陽(yáng)能發(fā)電終端,所產(chǎn)生的電能輸送到電網(wǎng),用電網(wǎng)使用。一個(gè)廣泛的大規(guī)模的利用太陽(yáng)能的時(shí)代正在來(lái)臨,太陽(yáng)能級(jí)單晶硅產(chǎn)品也將因此受世人矚目。
多晶硅可作拉制單晶硅的原料,多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如,在力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)的各向異性方面,遠(yuǎn)不如單晶硅明顯;在電學(xué)性質(zhì)方面,多晶硅晶體的導(dǎo)電性也遠(yuǎn)不如單晶硅顯著,甚至于幾乎沒(méi)有導(dǎo)電性。在化學(xué)活性方面,兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別,但真正的鑒別須通過(guò)分析測(cè)定晶體的晶面方向、導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率等。多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料,是當(dāng)代人工智能、自動(dòng)控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導(dǎo)體器件的電子信息基礎(chǔ)材料。
多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)主要為改良西門(mén)子法和硅烷法。西門(mén)子法通過(guò)氣相沉積的方式生產(chǎn)柱狀多晶硅,為了提高原料利用率和環(huán)境友好,在前者的基礎(chǔ)上采用了閉環(huán)式生產(chǎn)工藝即改良西門(mén)子法。該工藝將工業(yè)硅粉與HCl反應(yīng),加工成SiHCl3 ,再讓SiHCl3在H2氣氛的還原爐中還原沉積得到多晶硅。還原爐排出的尾氣H2、SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2 和HCl經(jīng)過(guò)分離后再循環(huán)利用。硅烷法是將硅烷通入以多晶硅晶種作為流化顆粒的流化床中,使硅烷裂解并在晶種上沉積,從而得到顆粒狀多晶硅。改良西門(mén)子法和硅烷法主要生產(chǎn)電子級(jí)晶體硅,也可以生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。
硅片,是制作集成電路的重要材料,通過(guò)對(duì)硅片進(jìn)行光刻、離子注入等手段,可以制成各種半導(dǎo)體器件。
用硅片制成的芯片有著驚人的運(yùn)算能力??茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷推動(dòng)著半導(dǎo)體的發(fā)展。自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)等技術(shù)發(fā)展,使硅片(集成電路)這種高技術(shù)產(chǎn)品的造價(jià)已降到十分低廉的程度。這使得硅片已廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國(guó)防,甚至悄悄進(jìn)入每一個(gè)家庭。