单晶硅是什么材料？生产工艺有哪些？用途介绍

1.单晶硅是什么材料

单晶硅是硅的单晶体，是电子信息、光学技术等设备中的重要半导体材料;一般单晶硅的纯度要求达到99.9999%，甚至达到12N以以上。熔融的单质硅在凝固时，硅原子以正四面体结构排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶粒后晶面取向相同，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

2.单晶硅的生产工艺

生产单晶硅的工艺主要采用直拉法(CZ)、区熔法(FZ) 、磁场直拉法(MCZ)以及双坩埚拉晶法。

CZ、FZ和MCZ单晶各自适用于不同的电阻率范围的器件，而MCZ可完全代替CZ，可部分代替FZ。

MCZ将取代CZ成为高速ULI 材料。一些硅材料技术先进的国家MCZ技术发展较快。对单晶的主要质量要求是降低各种有害杂质含量和微缺陷，根据需要控制氧含量并保持纵横向分布均匀、控制电阻率均匀性。

3.单晶硅的主要用途

(1)单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车，处处都离不开单晶硅材料，单晶硅作为科技应用普及材料之一，已经渗透到人们生活中的各个角落。

(2)单晶硅在火星上是火星探测器中太阳能转换器的制成材料。火星探测器在火星上的能量全部来自太阳光，探测器白天休息——利用太阳能电池板把光能转化为电能存储起来，晚上则进行科学研究活动。也就是说，只要有了单晶硅，在太阳光照到的地方，就有了能量来源。

(3)单晶硅在太空中是航天飞机、宇宙飞船、人造卫星必不可少的原材料。人类在征服宇宙的征途上，所取得的每一步进步，都有着单晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以单晶硅为基础。离开单晶硅，卫星会没有能源，没有单晶硅，航天飞机和宇航员不会和地球取得联系，单晶硅作为人类科技进步的基石，为人类征服太空作出了不可磨灭的贡献。

(4)单晶硅在太阳能电池中得到广泛的应用。高纯的单晶硅是重要的半导体材料，在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。

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