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單晶�
閱讀�20863�(shí)間:2011-06-28 15:11:33

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

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

用�

  單晶硅是制造半�(dǎo)體硅器件的原�,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�,是晶體材料的重要組成部�,處于新材料�(fā)展的前沿。其主要用途是用作半導(dǎo)體材料和利用太陽(yáng)能光伏發(fā)�、供熱等。由于太�(yáng)能具有清�、環(huán)�、方便等諸多�(yōu)�(shì),近三十年來(lái),太�(yáng)能利用技�(shù)在研究開�(fā)、商�(yè)化生�(chǎn)、市�(chǎng)開拓方面都獲得了�(zhǎng)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)�(xiàng)目具有巨大的市場(chǎng)和廣闊的�(fā)展空間。在地殼中含量達(dá)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�(lái),各種晶體材�,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�(dāng)代信息技�(shù)�(chǎn)�(yè)的支�,并使信息產(chǎn)�(yè)成為全球�(jīng)�(jì)�(fā)展中增長(zhǎng)最快的先導(dǎo)�(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(lái)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(guó)�(nèi)和國(guó)際市�(chǎng)�(duì)單晶硅片需求量的快速增�,單晶硅棒的市場(chǎng)需求也呈快速增�(zhǎng)的趨�(shì)�

  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(duì)材料和技�(shù)的要求也越高。單晶硅按晶體伸�(zhǎng)方法的不�,分為直拉法(CZ�、區(qū)熔法(FZ)和外延法。直拉法、區(qū)熔法伸長(zhǎng)單晶硅棒材,外延法伸�(zhǎng)單晶硅薄�。直拉法伸長(zhǎng)的單晶硅主要用于半導(dǎo)體集成電�、二極管、外延片襯底、太�(yáng)能電�。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�、電力機(jī)車、整�、變頻、機(jī)電一體化、節(jié)能燈、電視機(jī)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因,直拉法(CZ)單晶硅材料�(yīng)用最�。在IC工業(yè)中所用的材料主要是CZ拋光片和外延�。存�(chǔ)器電路通常使用CZ拋光�,因成本較低。邏輯電路一般使用價(jià)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的能力�

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�(chǎng)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�(jìn)的國(guó)家MCZ 技�(shù)�(fā)展較�。對(duì)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��

�(yīng)�

  單晶硅在日常生活中是電子�(jì)算機(jī)、自�(dòng)控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科�(xué)技�(shù)中不可缺少的基本材料。電視、電�、冰箱、電�、手�、汽�,處處都離不開單晶硅材料,單晶硅作為科技�(yīng)用普及材料之一,已�(jīng)滲透到人們生活中的各�(gè)角落� 單晶硅在火星上是火星探測(cè)器中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器的制成材�?;鹦翘綔y(cè)器在火星上的能量全部�(lái)自太�(yáng)光,探測(cè)器白天休�---利用太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)起來(lái),晚上則�(jìn)行科�(xué)研究活動(dòng)。也就是�(shuō),只要有了單晶硅,在太陽(yáng)光照到的地方,就有了能量�(lái)�� 單晶硅在太空中是航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星必不可少的原材�。人類在征服宇宙的征途上,所取得的每一步�(jìn)步,都有著單晶硅的身�。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(huì)沒有能源,沒有單晶硅,航天飛�(jī)和宇航員不會(huì)和地球取得聯(lián)�,單晶硅作為人類科技�(jìn)步的基石,為人類征服太空作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)� 單晶硅在太陽(yáng)能電池中得到廣泛的應(yīng)用。高純的單晶硅是重要的半�(dǎo)體材�,在光伏技�(shù)和微小型半導(dǎo)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�(yáng)能電池可以直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為光能,實(shí)�(xiàn)了邁向綠色能源革命的開始�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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