单晶硅

简介

单晶硅是硅的单晶体，是具有完整的点阵结构的晶体，具有各向异性，是一种良好的半导体材料。

熔融的单质硅在凝固时，硅原子以金刚石晶格结构排成许多晶核。如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，这些晶粒平行结合起来就能形成单晶硅。

单晶硅有准金属的物理特性，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加。

有显著的半导体性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的 IIIA 族元素，如硼，可提高其导电的程度，形成 p 型半导体；若参入微量的 V A 族元素，则可形成 n 型半导体。

单晶硅的结构是一种金刚石结构，晶格常数为 5.43A，原子密度为。

常用的单晶硅要求纯度达到 99.999999999（11 个 9）。用于制造半导体期间、太阳能电池的单晶硅是用高纯度的多晶硅在单晶炉中拉制而成。

直拉法和区熔法用于生产单晶硅棒材，外延法用于生长单晶硅薄膜。直拉法的单晶硅可以用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池等等；区熔法的单晶硅主要用于高压大功率可控整流器件；外延片主要用于集成电路。

由于成本原因，直拉法单晶硅材料应用最广。在 IC 产业中使用的单晶硅材料主要是 CZ 抛光片和外延片。

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