單晶矽 & 多晶矽的區別

發佈日期: 2011 年 12 月 26 日 15:17 | 作者: | 分類: 綠能知識

單晶矽和多晶矽的區別是,當熔融的單質矽凝固時,矽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,則形成單晶矽。如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則形成多晶矽。多晶矽與單晶矽的差異主要表現在物理性質方面。例如在力學性質、電學性質等方面,多晶矽均不如單晶矽。多晶矽可作為拉制單晶矽的原料。單晶矽可算得上是世界上最純淨的物質了,一般的半導體器件要求矽的純度六個 9 以上。大型積體電路的要求更高,矽的純度必須達到九個 9。目前,人們已經能製造出純度為十二個 9 的單晶矽。單晶矽是電子電腦、自動控制系統等現代科學技術中不可缺少的基本材料。

高純度矽在石英中提取,以單晶矽為例,提煉要經過以下過程:石英砂一冶金級矽一提純和精煉一沉積多晶矽錠一單晶矽一矽片切割。

冶金級矽的提煉並不難。它的製備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。這樣被還原出來的矽的純度約 98-99%,但半導體工業用矽還必須進行高度提純( 電子級多晶矽純度要求 11 個 9,太陽能電池級只要求 6 個 9)。而在提純過程中,有一項「三氯氫矽還原法(西門子法)」的關鍵技術我國還沒有掌握,由於沒有這項技術,我國在提煉過程中 70% 以上的多晶矽都通過氯氣排放了,不僅提煉成本高,而且環境污染非常嚴重。我國每年都從石英石中提取大量的工業矽,以 1 美元/公斤的價格出口到德國、美國和日本等國,而這些國家把工業矽加工成高純度的晶體矽材料,以 46-80 美元/公斤的價格賣給我國的太陽能企業。

得到高純度的多晶矽後,還要在單晶爐中熔煉成單晶矽,以後切片後供積體電路製造等用。

什麼是單晶矽

可以用於二極體級、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產品的生產和深加工製造,其後續產品積體電路和半導體分離器件已廣泛應用於各個領域,在軍事電子設備中也佔有重要地位。

在光伏技術和微小型半導體逆變器技術飛速發展的今天,利用矽單晶所生產的太陽能電池可以直接把太陽能轉化為光能,實現了邁向綠色能源革命的開始。北京 2008 年奧運會將把「綠色奧運」做為重要展示面向全世界展現,單晶矽的利用在其中將是非常重要的一環。現在,國外的太陽能光伏電站已經到了理論成熟階段,正在向實際應用階段過渡,太陽能矽單晶的利用將是普及到全世界範圍,市場需求量不言而喻。河北甯晉單晶矽工業園區正是回應這種國際趨勢,為全世界提供性能優良、規格齊全的單晶矽產品。

單晶矽產品包括 φ3」----φ6」單晶矽圓形棒、片及方形棒、片,適合各種半導體、電子類產品的生產需要,其產品品質經過當前世界上最先進的檢測儀器進行檢驗,達到世界先進水準。

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