1 单晶硅生产工艺 单晶硅生产工艺 一、 单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法 从熔体中生长出棒状单晶硅。 熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成 许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便 结晶成单晶硅。 单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料， 随着国内和国际市场对单晶硅片需求量 的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶硅圆片按其直径分为 6 英寸、8 英寸、12 英寸（300 毫米）及 18 英寸 （450 毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就 越低。 但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。 单晶硅按晶体生长方法的不同， 分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材， 外延法生长单晶硅薄膜。 直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、 二极管、 外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在 Φ 3~8 英寸。区熔法单晶主要 用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、 变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在 Φ 3~6 英寸。外延片主要用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广。在 IC 工业中 所用的材料主要是 CZ 抛光片和外延片。存储器电路 2 通常使用 CZ 抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在 IC 制造中有更好的适用性并具有消除 Latch－up 的能力。 单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域，当今全球超过 2000 亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及 99%以上的集成电路用硅。 二、 硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。 日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。 中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为 2.5、3、4、5 英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于 1998 年成功地制造出了 12 英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 目前，全世界单晶硅的产能为 1 万吨/年，年消耗量约为 6000 吨～7000 吨。 未来几年中，世界单晶硅材料发展将呈现以下发展趋势。...
