單晶硅相關(guān)知識

1、單晶硅相關(guān)知識基礎(chǔ)知識.讓你輕松認(rèn)識太陽能行業(yè)(2008041415:51)目錄：太陽能行業(yè)資料瀏覽字體：大中小單晶硅相關(guān)知識單晶硅相關(guān)知識單晶硅相關(guān)知識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硅。熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。單晶硅棒是生產(chǎn)單晶硅片的原材料，隨著國內(nèi)和國際市場對單晶硅片需求量

2、的快速增加，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為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，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料和技術(shù)的要求也越高。單晶硅按晶體生長方法的不同，分為直拉法（CZ）、區(qū)熔法（FZ）和外延法。直拉法、區(qū)熔法生長單晶硅棒材，外延法生長單晶硅薄膜。直拉法生長的單晶硅主要用于半導(dǎo)體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在Φ3~8英

3、寸。區(qū)熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領(lǐng)域，廣泛用于大功率輸變電、電力機(jī)車、整流、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Φ3~6英寸。外延片主要用于集成電路領(lǐng)域。$r)單晶硅也稱硅單晶，是電子信息材料和光伏行業(yè)中最基礎(chǔ)性材料，屬半導(dǎo)體材料類。單晶硅已滲透到國民經(jīng)濟(jì)和國防科技中各個(gè)領(lǐng)域。硅片直徑越大，技術(shù)要求越高，越有市場前景，價(jià)值也就越高。日本、美國和德國是主要的硅材料生產(chǎn)國。中國硅材料工業(yè)與日本同時(shí)起步

4、，但總體而言，生產(chǎn)技術(shù)水平仍然相對較低，而且大部分為2.5、3、4、5英寸硅錠和小直徑硅片。中國消耗的大部分集成電路及其硅片仍然依賴進(jìn)口。但我國科技人員正迎頭趕上，于1998年成功地制造出了12英寸單晶硅，標(biāo)志著我國單晶硅生產(chǎn)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。目前，全世界單晶硅的產(chǎn)能為1萬噸年，年消耗量約為6000噸～7000噸。未來幾年中，世界單晶硅材料發(fā)展將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：1，單晶硅產(chǎn)品向300mm過渡，大直徑化趨勢明顯：硅是地殼中賦存最高的固

5、態(tài)元素，其含量為地殼的四分之一，但在自然界不存在單體硅，多呈氧化物或硅酸鹽狀態(tài)。硅的原子價(jià)主要為4價(jià)，其次為2價(jià)；在常溫下它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于單一的強(qiáng)酸，易溶于堿；在高溫下化學(xué)性質(zhì)活潑，能與許多元素化合。硅材料資源豐富，又是無毒的單質(zhì)半導(dǎo)體材料，較易制作大直徑無位錯(cuò)低微缺陷單晶。晶體力學(xué)性能優(yōu)越，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，仍將成為半導(dǎo)體的主體材料。!7wI多晶硅材料是以工業(yè)硅為原料經(jīng)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)提純后達(dá)到一定純度的電子材料，是硅產(chǎn)品產(chǎn)

6、業(yè)鏈中的一個(gè)極為重要的中間產(chǎn)品，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的原材料。2s$y]B多晶硅產(chǎn)品分類：多晶硅按純度分類可以分為冶金級（工業(yè)硅）、太陽能級、電子級。(A31、冶金級硅（MG）：是硅的氧化物在電弧爐中被碳還原而成。一般含Si為9095%以上，高達(dá)99.8%以上。6^)R2、太陽級硅(SG)：純度介于冶金級硅與電子級硅之間，至今未有明確界定。一般認(rèn)為含Si在99.99%–99.99

7、99%（4～6個(gè)9）。半導(dǎo)體芯片集成電路設(shè)3、電子級硅（EG）：一般要求含Si99.9999%以上，超高純達(dá)到99.9999999%～99.999999999%（9～11個(gè)9）。其導(dǎo)電性介于104–1010歐厘米。多晶硅應(yīng)用領(lǐng)域：多晶硅是半導(dǎo)體工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)的最主要、最基礎(chǔ)的功能性材料。主要用做半導(dǎo)體的原料，是制作做單晶硅的主要原料，可作各種晶體管、整流二極管、可控硅、太陽能電池、集成電路、電子計(jì)算機(jī)芯片以及紅外

8、探測器等。半導(dǎo)體芯片集成電路設(shè)計(jì)版圖晶多晶硅是制備單晶硅的唯一原料和生產(chǎn)太陽能電池的原料。隨著近幾年我國單晶硅產(chǎn)量以年均26%的速度增長，多晶硅的需求量與日俱增，目前供應(yīng)日趨緊張。我國2000年產(chǎn)單晶硅459噸，2003年增加到1191噸，預(yù)計(jì)2005年產(chǎn)量將達(dá)1700噸，消耗多晶硅2720噸。從單晶硅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，太陽電池用單晶硅產(chǎn)量增長最快，2000年產(chǎn)量207噸，2003年為696噸。預(yù)計(jì)2005年將達(dá)到1000噸，約需多晶硅159

9、0噸，而國內(nèi)2004年僅生產(chǎn)多晶硅57.7噸，絕大部分需要進(jìn)口。&`我國主要的太陽能電池廠有5~6家，最大的無錫尚德太陽能電力有限公司2004年產(chǎn)量約為50MW，2005年計(jì)劃生產(chǎn)100MW，如果完成計(jì)劃，則約需多晶硅1300噸以上。僅此一家企業(yè)，就要2家千噸級多晶硅廠為其供貨，才能滿足生產(chǎn)需要。從國際市場看，國際市場多晶硅需求量在以每年10－12%的速度增長，按此增長速度預(yù)測，2005年全球多晶硅需求量將達(dá)27000噸，2010年將達(dá)