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單晶�
閱讀�20859時間�2011-06-28 15:11:33

  單晶硅是晶體材料的重要組成部�,具有基本完整的點陣�(jié)�(gòu)的晶體。單晶硅完整性好、純度高、資源豐�、技�(shù)成熟、工作效率穩(wěn)定、光電轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長,是制備太陽�電池的理想材��

概述

  單晶硅是用高純度的多晶硅在單晶爐�(nèi)拉制而成�

  熔融的單�(zhì)硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶�,如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒,則這些晶粒平行�(jié)合起來便�(jié)晶成單晶�。單晶硅具有準金屬的物理性質(zhì),有較弱的導電�,其電導率隨溫度的升高而增加,有顯著的半導電�。超純的單晶硅是本征半導體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元�,如硼可提高其導電的程度,而形成p型硅半導�;如摻入微量的ⅤA族元�,如磷或砷也可提高導電程�,形成n型硅半導體。單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅,然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶�。單晶硅主要用于制作半導體元��

用�

  單晶硅是制造半導體硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶體�、二極管、開�(guān)器件等單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素,是晶體材料的重要組成部分,處于新材料�(fā)展的前沿。其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發(fā)電、供熱等。由于太陽能具有清潔、環(huán)�、方便等諸多�(yōu)�,近三十年來,太陽能利用技�(shù)在研究開�(fā)、商�(yè)化生�(chǎn)、市場開拓方面都獲得了長足發(fā)�,成為世界快�、穩(wěn)定發(fā)展的新興�(chǎn)�(yè)之一�

  單晶硅建�(shè)項目具有巨大的市場和廣闊的發(fā)展空�。在地殼中含量達25.8%的硅元素,為單晶硅的生產(chǎn)提供了取之不盡的源泉�

  近年來,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�(guān)高技�(shù)�(chǎn)�(yè)的發(fā)展,成為當代信息技�(shù)�(chǎn)�(yè)的支�,并使信息產(chǎn)�(yè)成為全球�(jīng)濟發(fā)展中增長最快的先導�(chǎn)�(yè)。單晶硅作為一種極具潛�,亟待開�(fā)利用的高科技資源,正引起越來越多的關(guān)注和重視�

  單晶硅棒是生�(chǎn)單晶硅片的原材料,隨著國�(nèi)和國際市場對單晶硅片需求量的快速增�,單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢�

  單晶硅圓片按其直徑分�6英寸�8英寸�12英寸�300毫米)及18英寸�450毫米)等。直徑越大的圓片,所能刻制的集成電路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料和技�(shù)的要求也越高。單晶硅按晶體伸長方法的不同,分為直拉法(CZ�、區(qū)熔法(FZ)和外延法。直拉法、區(qū)熔法伸長單晶硅棒�,外延法伸長單晶硅薄膜。直拉法伸長的單晶硅主要用于半導體集成電�、二極管、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在�3~8英寸。區(qū)熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領(lǐng)�,廣泛用于大功率輸變電、電力機�、整�、變�、機電一體化、節(jié)能燈、電視機等系列產(chǎn)品。目前晶體直徑可控制在�3~6英寸。外延片主要用于集成電路�(lǐng)��

  由于成本和性能的原�,直拉法(CZ)單晶硅材料應用最�。在IC工業(yè)中所用的材料主要是CZ拋光片和外延片。存儲器電路通常使用CZ拋光�,因成本較低。邏輯電路一般使用價格較高的外延�,因其在IC制造中有更好的適用性并具有消除Latch-up的能��

生產(chǎn)工藝

  生產(chǎn)單晶硅的工藝主要采用直拉法(CZ�、區(qū)熔法(FZ� 、磁場直拉法(MCZ)以及雙坩堝拉晶��

  CZ、FZ 和MCZ 單晶各自適用于不同的電阻率范圍的器件,而MCZ 可完全代替CZ,可部分代替FZ�

  MCZ 將取代CZ 成為高速ULI 材料。一些硅材料技�(shù)先進的國家MCZ 技�(shù)�(fā)展較�。對單晶的主要質(zhì)量要求是降低各種有害雜質(zhì)含量和微缺陷,根�(jù)需要控制氧含量并保持縱橫向分布均勻、控制電阻率均勻��

應用

  單晶硅在日常生活中是電子計算機、自動控制系�(tǒng)等現(xiàn)代科學技�(shù)中不可缺少的基本材料。電�、電腦、冰�、電�、手�、汽�,處處都離不開單晶硅材料,單晶硅作為科技應用普及材料之一,已�(jīng)滲透到人們生活中的各個角�� 單晶硅在火星上是火星探測器中太陽能轉(zhuǎn)換器的制成材�?;鹦翘綔y器在火星上的能量全部來自太陽�,探測器白天休息---利用太陽能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能存儲起來,晚上則進行科學研究活動。也就是�,只要有了單晶硅,在太陽光照到的地方,就有了能量來源� 單晶硅在太空中是航天飛機、宇宙飛�、人造衛(wèi)星必不可少的原材料。人類在征服宇宙的征途上,所取得的每一步進步,都有著單晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以單晶硅為基�(chǔ)。離開單晶硅,衛(wèi)星會沒有能源,沒有單晶硅,航天飛機和宇航員不會和地球取得�(lián)�,單晶硅作為人類科技進步的基石,為人類征服太空作出了不可磨滅的貢�� 單晶硅在太陽能電池中得到廣泛的應�。高純的單晶硅是重要的半導體材料,在光伏技�(shù)和微小型半導體逆變器技�(shù)飛速發(fā)展的今天,利用硅單晶所生產(chǎn)的太陽能電池可以直接把太陽能�(zhuǎn)化為光能,實�(xiàn)了邁向綠色能源革命的開始�

維庫電子�,電子知識,一查百��

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