中國粉體網(wǎng)訊  硅有晶態(tài)和無定形兩種同素異形體。晶態(tài)硅又分為單晶硅和多晶硅，它們均有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。晶態(tài)硅的熔點1410℃，沸點2355℃，莫氏硬度為7。

單晶硅概念

單晶硅是硅的單晶體。具有基本完整的點陣結(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。純度要求達到99.9999%，甚至達到99.9999999%以上。具有準金屬的物理性質(zhì)，有較弱的導(dǎo)電性，其導(dǎo)電率隨溫度的升高而增加，有顯著的半導(dǎo)電性。超純的單晶硅是本征半導(dǎo)體。

單晶硅主要用于制作半導(dǎo)體元件。半導(dǎo)體元件是制造半導(dǎo)體硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關(guān)器件等重要材料。

單晶硅制備

對于純度不是很高的單質(zhì)硅可以用金屬鎂或鋁還原二氧化硅制得，但這是無定形硅。晶形硅則要在電弧爐內(nèi)用碳還原二氧化硅制得，它可以用來生產(chǎn)硅鋼片。用作半導(dǎo)體的超純硅的制法則是先用純度不高的硅與氯化氫的混合物作用，制取三氯氫硅，并用精餾法提純。然后在還原爐內(nèi)用純氫將三氯氫硅還原，硅就沉積在用超純硅制成的細芯上，這樣制得的超純硅稱為多晶硅。把它放在單晶爐內(nèi)，就可拉制成單晶硅，可用作半導(dǎo)體材料，它來源豐富，價格便宜，大部分半導(dǎo)體材料都用硅。

單晶硅按晶體生長方法分為直拉法、區(qū)熔法和外延法。

直拉法是現(xiàn)在比較流行的做法，主要的工藝過程是：

加料→融化→縮頸生長→放肩生長→等頸生長→尾部生長

區(qū)熔法時利用熱能在半導(dǎo)體棒料的一端產(chǎn)生一熔區(qū)，再熔接單晶籽晶。調(diào)節(jié)溫度使熔區(qū)緩慢地向另一端移動，通過整根棒料，生長成一根單晶，晶向與籽晶相同。

外延法又稱外延生產(chǎn)法，氣相外延生長常使用高頻感應(yīng)爐加熱，襯底置于包有碳化硅、玻璃態(tài)石墨或熱分解石墨的高純石墨加熱體上，然后放進石英反應(yīng)器中。此外，也有采用紅外輻照加熱的。

單晶硅作為太陽能電池的重要原料，其發(fā)展一直備受矚目。特別是在世界污染如此嚴重的時候，一個清潔的能源的發(fā)展絕對是充滿期待的。近年來，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)濟發(fā)展史中增長最快的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。