活潑的非金屬元素單晶硅

單晶硅通常指的是硅原子的一種排列形式形成的物質(zhì)。

硅是最常見應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格排列成晶核，其晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒，形成單晶硅。

單晶硅作為一種比較活潑的非金屬元素晶體，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發(fā)展的前沿。單晶硅材料制造要經(jīng)過如下過程：石英砂-冶金級(jí)硅-提純和精煉-沉積多晶硅錠-單晶硅-硅片切割。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)電、供熱等。

單晶硅具有準(zhǔn)金屬的物理性質(zhì)，有較弱的導(dǎo)電性，其電導(dǎo)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。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導(dǎo)電的程度，而形成p型硅半導(dǎo)體；如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導(dǎo)電程度，形成n型硅半導(dǎo)體。

晶體硅根據(jù)晶體取向不同又分為單晶硅和多晶硅。多晶硅和單晶硅的差異主要在物理性質(zhì)方面，例如在力學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面，多晶硅不如單晶硅。多晶硅可作為控制單晶硅的原料，也是太陽(yáng)能電池和光伏發(fā)電的基礎(chǔ)材料。單晶硅可算的是世界上最純凈的物質(zhì)了，一般的半導(dǎo)體器件要求硅的純度在6個(gè)9（6N)以上。大規(guī)模集成電路的要求更高，硅的純度必須達(dá)到9個(gè)9（9N）。目前，人們已經(jīng)制造出純度為12個(gè)9（12N)的單晶硅。

單晶硅主要應(yīng)用于太陽(yáng)能電池。應(yīng)用最早的是硅太陽(yáng)能電池，其轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)最為成熟，多用于光照時(shí)間少，光照強(qiáng)度小、勞動(dòng)力成本高的區(qū)域，如航空航天領(lǐng)域等。通過采用不同的硅片加工及電池處理技術(shù)，國(guó)內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)和電池廠家都生產(chǎn)制備出了較高效率的單晶硅電池。

單晶硅主要用于制作半導(dǎo)體元件。

用途：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

熔融的硅在凝固時(shí)，以單晶硅晶種為核，在其表面外延生長(zhǎng)，形成尺寸更大的單晶硅。

單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無(wú)定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長(zhǎng)出棒狀單晶硅。

單晶硅棒是生產(chǎn)單晶硅片的原材料，隨著國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)對(duì)單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場(chǎng)需求也呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

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