半導體為什麼用單晶硅

1. 為何選硅做半導體材料多角度分析。

（1）熱敏性 半導體材料的電阻率與溫度有密切的關系。溫度升高，半導體的電阻率會明顯變小。例如純鍺（Ge），溫度每升高10度，其電阻率就會減少到原來的一半。

（2）光電特性 很多半導體材料對光十分敏感，無光照時，不易導電；受到光照時，就變的容易導電了。例如，常用的硫化鎘半導體光敏電阻，在無光照時電阻高達幾十兆歐，受到光照時電阻會減小到幾十千歐。半導體受光照後電阻明顯變小的現象稱為「光導電」。利用光導電特性製作的光電器件還有光電二極體和光電三極體等。

近年來廣泛使用著一種半導體發光器件--發光二極體，它通過電流時能夠發光，把電能直接轉成光能。目前已製作出發黃，綠，紅，藍幾色的發光二極體，以及發出不可見光紅外線的發光二極體。

另一種常見的光電轉換器件是硅光電池，它可以把光能直接轉換成電能，是一種方便的而清潔的能源。

（3）攙雜特性 純凈的半導體材料電阻率很高，但摻入極微量的「雜質」元素後，其導電能力會發生極為顯著的變化。例如，純硅的電阻率為214×1000歐姆/厘米，若摻入百萬分之一的硼元素，電阻率就會減小到0.4歐姆/厘米。因此，人們可以給半導體摻入微量的某種特定的雜質元素，精確控制它的導電能力，用以製作各種各樣的半導體器件
半導體的導電性能比導體差而比絕緣體強。實際上，半導體與導體、絕緣體的區別在不僅在於導電能力的不同，更重要的是半導體具有獨特的性能（特性）。

1． 在純凈的半導體中適當地摻入一定種類的極微量的雜質，半導體的導電性能就會成百萬倍的增加—-這是半導體最顯著、最突出的特性。例如，晶體管就是利用這種特性製成的。

2． 當環境溫度升高一些時，半導體的導電能力就顯著地增加；當環境溫度下降一些時，半導體的導電能力就顯著地下降。這種特性稱為「熱敏」，熱敏電阻就是利用半導體的這種特性製成的。

3． 當有光線照射在某些半導體時，這些半導體就像導體一樣，導電能力很強；當沒有光線照射時，這些半導體就像絕緣體一樣不導電，這種特性稱為「光敏」。例如，用作自動化控制用的「光電二極體」、「光電三極體」和光敏電阻等，就是利用半導體的光敏特性製成的。

由此可見，溫度和光照對晶體管的影響很大。因此，晶體管不能放在高溫和強烈的光照環境中。在晶體管表面塗上一層黑漆也是為了防止光照對它的影響。最後，明確一個基本概驗：所謂半導體材料，是一種晶體結構的材料，故「半導體」又叫「晶體」。

P性半導體和N型半導體----前面講過，在純凈的半導體中加入一定類型的微量雜質，能使半導體的導電能力成百萬倍的增加。加入了雜質的半導體可以分為兩種類型：一種雜質加到半導體中去後，在半導體中會產生大量的帶負電荷的自由電子，這種半導體叫做「N型半導體」（也叫「電子型半導體」）；另一種雜質加到半導體中後，會產生大量帶正電荷的「空穴」，這種半導體叫「P型半導體」（也叫「空穴型半導體」）。例如，在純凈的半導體鍺中，加入微量的雜質銻，就能形成N型半導體。同樣，如果在純凈的鍺中，加入微量的雜質銦，就形成P型半導體。

一個PN結構成晶體二極體----設法把P型半導體（有大量的帶正電荷的空穴）和N型半導體（有大量的帶負電荷的自由電子）結合在一起，見圖1所示。

圖1

在P型半導體的N型半導體相結合的地方，就會形成一個特殊的薄層，這個特殊的薄層就叫「PN結」。晶體二極體實際上就是由一個PN結構成的（見圖1）。

例如，收音機中應用的晶體二極體，其觸絲（即觸針）部分相當於P型半導體，N型鍺片就是N型半導體，他們之間的接觸面就是PN結。P端（或P端引出線）叫晶體二極體的正端（也稱正極）。N端（或N端引出線）叫晶體二極體的負端（也稱負極）。

如果像圖2那樣，把正端連接電池的正極，把負端接電池的負極，這是PN結的電阻值就小到只有幾百歐姆了。因此，通過PN結的電流（I=U/R）就很大。這樣的連接方法（圖2a）叫「正向連接」。正向連接時，晶體管二極體（或PN結）兩端承受的電壓叫「正向電壓」；處在正向電壓下，二極體（或PN結）的電阻叫「正向電阻」，在正向電壓下，通過二極體（或PN結）的電流叫「正向電流」。很明顯，因為晶體二極體的正向電阻很小（幾百歐姆），在一定正向電壓下，正向電流（I=U/R）就會很大----這表明在正向電壓下，二極體（或PN結）具有像導體一樣的導電本領。

圖2a 圖2b

反過來，如果把P端接到電池的負極，N端接到電池的正極（見圖2b）。這時PN結的電阻很大（大到幾百千毆），電流（I=U/R）幾乎不能通過二極體，或者說通過的電流很微弱。這樣的連接方法叫「反向連接」。反向連接時，晶體管二極體（或PN結）兩端承受的電壓叫「反向電壓」；處在反向電壓下，二極體（或PN結）的電阻叫「反向電阻」，在反向電壓下，通過二極體（或PN結）的電流叫「反向電流」。顯然，因為晶體二極體的正向電阻很大（幾百千歐姆），在一定的反向電壓下，正向電流（I=U/R）就會很小，甚至可以忽略不計，----這表明在一定的反向電壓下，二極體（或PN結）幾乎不導電。

上敘實驗說明這樣一個結論：晶體二極體（或PN結）具有單向導電特性。

晶體二極體用字母「D」代表，在電路中常用圖3的符號表示，即表示電流（正電荷）只能順著箭頭方向流動，而不能逆著箭頭方向流動。圖3是常用的晶體二極體的外形及符號。

圖3

利用二極體的單向導電性可以用來整流（將交流電變成直流電）和檢波（從高頻或中頻電信號取出音頻信號）以及變頻（如把高頻變成固定的中頻465千周）等。

PN結的極間電容----PN結的P型和N型兩快半導體之間構成一個電容量很小的電容，叫做「極間電容」（如圖4所示）。由於電容抗隨頻率的增高而減小。所以，PN結工作於高頻時，高頻信號容易被極間電容或反饋而影響PN結的工作。但在直流或低頻下工作時，極間電容對直流和低頻的阻抗很大，故一般不會影響PN結的工作性能。PN結的面積越大，極間電容量越大，影響也約大，這就是面接觸型二極體（如整流二極體）和低頻三極體不能用於高頻工作的原因

2. 為什麼晶體硅常用作半導體材料

單晶硅具有準金屬的物理性質,有較弱的導電性,其電導率隨溫度的升高而增加,有顯著的半導電性.超純的單晶硅是本徵半導體.

3. 為什麼大多數半導體器件不用多晶硅而用單晶硅

半導體晶元加工需要純凈的單晶硅結構，這是因為晶胞重復的單晶結構能夠提供製作工藝和器件特性所要求的電學和機械性質。糟糕的晶體結構和缺陷導致為缺陷的形成，並將影響矽片制備。

4. 為什麼用多晶硅單晶硅作為集成電路的原料

因為多且便宜，硅是半導體，根據摻雜可改變電阻，改變導電類型變成P型或內N型，製作成以晶體容管（PNP管，NPN管，二極體，MOS管）為基本單元的電路，集成度高，硬性強，硅很容易氧化形成氧化硅可做電路間的絕緣層，可製造性高，方便設計。

5. 單晶硅有什麼用途

單晶硅可以用於二極體級、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，其後續產品集成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。

在日常生活里，單晶硅可以說無處不在，電視、電腦、冰箱、電話、手錶、汽車，處處都離不開單晶硅材料，單晶硅作為科技應用普及材料之一，已經滲透到人們生活中各個角落。

人類在征服宇宙的征途上，所取得的每一步進步，都有著單晶硅的身影。太空梭、宇宙飛船、人造衛星都要以單晶硅作為必不可少的原材料。

直拉單晶硅產品，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，其後續產品集成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。

(5)半導體為什麼用單晶硅擴展閱讀：

目前大多數的半導體材料都是單晶硅。隨著單晶企業在成本控制和產品轉化率上不斷突破，以及單晶在分布式光伏發電上的應用優勢，未來單晶有望實現對多晶的逆襲。

單晶硅與多晶硅是太陽能光伏晶硅組件的兩條技術路線，因晶格排列不同而區分為單晶、多晶。業內普遍的觀點認為，單晶硅具有發電量高的優勢，但成本偏高。在後期運維方面，單晶硅具有一定優勢。

因為單晶是單一的結構，所以晶體結構更為完美，多晶結構是無數個單晶的結合體。從晶體品質來說，無論是位錯密度還是雜質含量，單晶都好於多晶的水平。

在電池和組件生產中，單晶硅能提供比多晶硅更高的轉換效率和更高的抗開裂性。

6. 單晶硅為什麼常用作半導體

硅非為：非晶硅，多晶硅，單晶硅
單晶硅是有多晶硅提純而來的，
多晶硅內有很版多晶向的小單元，而單晶硅只權有一種晶向。常用到的是<111>和<100>晶向。因為半導體是薄膜工藝，要在硅襯底上生長外延層，在外延層中做器件，用單晶硅做襯底，保證生長的外延層的方向和襯底一致，保證了結構的緻密性，穩定性，在整個晶體中都是長程有序，而不是在單個的小單元內是長程有序

7. 光伏發電為什麼要用半導體硅材料

太陽能光伏發電的關鍵是光伏組件——將太陽光通過光伏效應，由光轉化成電能。
光伏組件的基本結構是感光二極體，是通過微電子技術在三族到五族材料（也就是半導體材料）上製作的。

8. 為什麼製造半導體要高純硅

很簡單 降低三極體的工作噪音 你可能不太懂 這么說 國產音響用三極體5塊錢1個 進口三極體100元1個 除去配對成本就是晶體管雜訊系數小 就是純度高工藝精所致

9. 為什麼硅是半導體

1。硅是不導電的，所以不是導體！
2。硅在有意識的參雜後可以導電，硅的色澤等方面類似於金屬；是一種類似金屬而又不是金屬的物體！
硅叫半導體材料，硅形成二極體，三極體等才叫半導體！

10. 為什麼半導體採用單擊Si

要弄懂這個問題先從「化學元素周期表」學起，再去看看半導體行業的發展史回。

在電子元器件中，常用的答半導體材料有：元素半導體，如硅,鍺等；化合物半導體，如砷化鎵等。其中硅是目前最常用的一種半導體材料。

就硅和鍺的製造而言，其原材料不同和製造工藝有差別，而目前的社會生產中，單晶硅的製造更為普遍。
就硅和鍺的特性而言，輸入特性：鍺管導通電壓低（0.2-0.3v），硅管導通電壓高（0.6-0.7v）。飽和壓降：鍺管飽和壓降比硅管小（鍺管的優點）。擊穿電壓：硅管相對鍺管更適應電壓較高場合。溫度特性：溫度上升對硅管的漏電流影響小，即硅管有更好的耐高溫性能。