半導體單晶是什麼

① 有關半導體,單晶硅的

中文別名：硅單晶
英文名： Monocrystalline silicon
分子式： Si
分子量：28.086
CAS 號：7440-21-3
硅是地球上儲藏最豐富的材料之一，從19世紀科學家們發現了晶體硅的半導體特性後，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維。直到上世紀60年代開始，硅材料就取代了原有鍺材料。硅材料――因其具有耐高溫和抗輻射性能較好，特別適宜製作大功率器件的特性而成為應用最多的一種半導體材料，目前的集成電路半導體器件大多數是用硅材料製造的。
硅的單晶體。具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質，是一種良好的半導材料。純度要求達到99.9999％，甚至達到99.9999999％以上。用於製造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內拉制而成。
單晶硅熔融的單質硅在凝固時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，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。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。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導電的程度，而形成p型硅半導體；如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導電程度，形成n型硅半導體。單晶硅的製法通常是先製得多晶硅或無定形硅，然後用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。
單晶硅主要用於製作半導體元件。
用途： 是製造半導體硅器件的原料，用於制大功率整流器、大功率晶體管、二極體、開關器件等
現在，我們的生活中處處可見「硅」的身影和作用，晶體硅太陽能電池是近15年來形成產業化最快的。
熔融的單質硅在凝固時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，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。
單晶硅的製法通常是先製得多晶硅或無定形硅，然後用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。
單晶硅棒是生產單晶矽片的原材料，隨著國內和國際市場對單晶矽片需求量的快速增加，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，所能刻制的集成電路越多，晶元的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料和技術的要求也越高。單晶硅按晶體伸長方法的不同，分為直拉法（CZ）、區熔法（FZ）和外延法。直拉法、區熔法伸長單晶硅棒材，外延法伸長單晶硅薄膜。直拉法伸長的單晶硅主要用於半導體集成電路、二極體、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在Φ3~8英寸。區熔法單晶主要用於高壓大功率可控整流器件領域，廣泛用於大功率輸變電、電力機車、整流、變頻、機電一體化、節能燈、電視機等系列產品。目前晶體直徑可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用於集成電路領域。
由於成本和性能的原因，直拉法（CZ）單晶硅材料應用最廣。在IC工業中所用的材料主要是CZ拋光片和外延片。存儲器電路通常使用CZ拋光片，因成本較低。邏輯電路一般使用價格較高的外延片，因其在IC製造中有更好的適用性並具有消除Latch－up的能力。
矽片直徑越大，技術要求越高，越有市場前景，價值也就越高。
日本、美國和德國是主要的硅材料生產國。中國硅材料工業與日本同時起步，但總體而言，生產技術水平仍然相對較低，而且大部分為2.5、3、4、5英寸硅錠和小直徑矽片。中國消耗的大部分集成電路及其矽片仍然依賴進口。但我國科技人員正迎頭趕上，於1998年成功地製造出了12英寸單晶硅，標志著我國單晶硅生產進入了新的發展時期。目前，全世界單晶硅的產能為1萬噸/年，年消耗量約為6000噸～7000噸。未來幾年中，世界單晶硅材料發展將呈現以下發展趨勢：
1，單晶硅產品向300mm過渡，大直徑化趨勢明顯：
隨著半導體材料技術的發展，對矽片的規格和質量也提出更高的要求，適合微細加工的大直徑矽片在市場中的需求比例將日益加大。目前，矽片主流產品是200mm，逐漸向300mm過渡，研製水平達到400mm～450mm。據統計，200mm矽片的全球用量佔60%左右，150mm佔20%左右，其餘佔20%左右。Gartner發布的對矽片需求的5年預測表明，全球300mm矽片將從2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韓等國家都已經在1999年開始逐步擴大300mm矽片產量。據不完全統計，全球目前已建、在建和計劃建的300mm硅器件生產線約有40餘條，主要分布在美國和我國台灣等，僅我國台灣就有20多條生產線，其次是日、韓、新及歐洲。%P
世界半導體設備及材料協會（SEMI）的調查顯示，2004年和2005年，在所有的矽片生產設備中，投資在300mm生產線上的比例將分別為55%和62%，投資額也分別達到130.3億美元和184.1億美元，發展十分迅猛。而在1996年時，這一比重還僅僅是零。
2、硅材料工業發展日趨國際化，集團化，生產高度集中：
研發及建廠成本的日漸增高，加上現有行銷與品牌的優勢，使得硅材料產業形成「大者恆大」的局面，少數集約化的大型集團公司壟斷材料市場。上世紀90年代末，日本、德國和韓國（主要是日、德兩國）資本控制的8大矽片公司的銷量佔世界矽片銷量的90%以上。根據SEMI提供的2002年世界硅材料生產商的市場份額顯示，Shinetsu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市場總額的比重達到89%，壟斷地位已經形成。
3、硅基材料成為硅材料工業發展的重要方向：
隨著光電子和通信產業的發展，硅基材料成為硅材料工業發展的重要方向。硅基材料是在常規硅材料上製作的，是常規硅材料的發展和延續，其器件工藝與硅工藝相容。主要的硅基材料包括SOI（絕緣體上硅）、GeSi和應力硅。目前SOI技術已開始在世界上被廣泛使用，SOI材料約占整個半導體材料市場的30%左右，預計到2010年將佔到50%左右的市場。Soitec公司（世界最大的SOI生產商）的2000年～2010年SOI市場預測以及2005年各尺寸SOI矽片比重預測了產業的發展前景。
4、矽片製造技術進一步升級：半導體,晶元,集成電路,設計,版圖,晶元,製造,工藝目前世界普遍採用先進的切、磨、拋和潔凈封裝工藝，使製片技術取得明顯進展。在日本，Φ200mm矽片已有50%採用線切割機進行切片，不但能提高矽片質量，而且可使切割損失減少10%。日本大型半導體廠家已經向300mm矽片轉型，並向0.13μm以下的微細化發展。另外，最新尖端技術的導入，SOI等高功能晶片的試制開發也進入批量生產階段。對此，矽片生產廠家也增加了對300mm矽片的設備投資，針對設計規則的進一步微細化，還開發了高平坦度矽片和無缺陷矽片等，並對設備進行了改進。
硅是地殼中賦存最高的固態元素，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。硅的原子價主要為4價，其次為2價；在常溫下它的化學性質穩定，不溶於單一的強酸，易溶於鹼；在高溫下化學性質活潑，能與許多元素化合。
硅材料資源豐富，又是無毒的單質半導體材料，較易製作大直徑無位錯低微缺陷單晶。晶體力學性能優越，易於實現產業化，仍將成為半導體的主體材料。
多晶硅材料是以工業硅為原料經一系列的物理化學反應提純後達到一定純度的電子材料，是硅產品產業鏈中的一個極為重要的中間產品，是製造硅拋光片、太陽能電池及高純硅製品的主要原料，是信息產業和新能源產業最基礎的原材料。
[編輯本段]單晶硅市場發展概況
2007年，中國市場上有各類硅單晶生長設備1500餘台，分布在70餘家生產企業。2007年5月24日，國家「863」計劃超大規模集成電路（IC）配套材料重大專項總體組在北京組織專家對西安理工大學和北京有色金屬研究總院承擔的「TDR-150型單晶爐（12英寸MCZ綜合系統）」完成了驗收。這標志著擁有自主知識產權的大尺寸集成電路與太陽能用硅單晶生長設備，在我國首次研製成功。這項產品使中國能夠開發具有自主知識產權的關鍵製造技術與單晶爐生產設備，填補了國內空白，初步改變了在晶體生長設備領域研發製造受制於人的局面。
硅材料市場前景廣闊，中國硅單晶的產量、銷售收入近幾年遞增較快，以中小尺寸為主的矽片生產已成為國際公認的事實，為世界和中國集成電路、半導體分立器件和光伏太陽能電池產業的發展做出了較大的貢獻。

② 單晶硅是屬於什麼類型的晶體

單晶硅 dānjīngguī：硅的一種，是重要的半導體材料。

單晶硅，英文，Monocrystallinesilicon。是硅的單晶體回。具有基本完整的點答陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質，是一種良好的半導材料。純度要求達到99.9999%，甚至達到99.9999999%以上。用於製造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內拉制而成。

用途：單晶硅具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導電，但導電率不及金屬，且隨著溫度升高而增加，具有半導體性質。單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成P型半導體，摻入微量的第VA族元素，形成N型，N型和P型半導體結合在一起，就可做成太陽能電池，將輻射能轉變為電能。
單晶硅是製造半導體硅器件的原料，用於制大功率整流器、大功率晶體管、二極體、開關器件等。在開發能源方面是一種很有前途的材料。
單晶硅按晶體生長方法的不同，分為直拉法（CZ）、區熔法（FZ）和外延法。直拉法、區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於半導體集成電路、二極體、外延片襯底、太陽能電池。

③ 單晶的成分是什麼

化學抄成分 硅是元素半導體。電活性雜質磷和硼在合格半導體和多晶硅中應分別低於0.4ppb和0.1ppb。拉制單晶時要摻入一定量的電活性雜質，以獲得所要求的導電類型和電阻率。重金屬銅、金、鐵等和非金屬碳都是極有害的雜質，它們的存在會使PN結性能變壞。硅中碳含量較高，低於1ppm者可認為是低碳單晶。碳含量超過3ppm時其有害作用已較顯著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益也有害。直拉硅單晶氧含量在5～40ppm范圍內；區熔硅單晶氧含量可低於1ppm。

④ 什麼是單晶硅

中文別名：硅單晶 英文名： Monocrystalline silicon 分子式： Si 分子量：28.086 CAS 號：7440-21-3 單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分，處於新材料發展的前沿。其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發電、供熱等。由於太陽能具有清潔、環保、方便等諸多優勢，近三十年來，太陽能利用技術在研究開發、商業化生產、市場開拓方面都獲得了長足發展，成為世界快速、穩定發展的新興產業之一。單晶硅建設項目具有巨大的市場和廣闊的發展空間。在地殼中含量達25.8%的硅元素，為單晶硅的生產提供了取之不盡的源泉。 近年來，各種晶體材料，特別是以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其相關高技術產業的發展，成為當代信息技術產業的支柱，並使信息產業成為全球經濟發展中增長最快的先導產業。單晶硅作為一種極具潛能，亟待開發利用的高科技資源，正引起越來越多的關注和重視。 與此同時，鑒於常規能源供給的有限性和環保壓力的增加，世界上許多國家正掀起開發利用太陽能的熱潮並成為各國制定可持續發展戰略斬重要內容。 在跨入21世紀門檻後，世界大多數國家踴躍參與以至在全球范圍掀起了太陽能開發利用的「綠色能源熱」，一個廣泛的大規模的利用太陽能的時代正在來臨，太陽能級單晶硅產品也將因此炙手可熱。 此外，包括我國在內的各國政府也出台了一系列「陽光產業」的優惠政策，給予相關行業重點扶持，單晶硅產業呈現出美好的發展前景。 單晶硅性質；單晶硅具有金剛石晶格。晶體硬而脆具有金屬光澤。能導電。但導電率不及金屬,隨溫度升高而增加。具有半導體性質。單晶硅是重要的半導體材料，在單晶硅中摻入微量的IIIA族元素，形成P型半導體。摻入微量的第vA族元素，形成N型半導體。形成N型和P型導體結合在一起。就可以做成太陽能電池。將輻射能轉變為電能。在開發電能方面是一種很有前途的材料。

⑤ 半導體是什麼，詳細介紹一下。

半導體是電阻率介於金屬和絕緣體之間並有負的電阻溫度系數的物質。
半導體室溫時電阻率約在10-5～107歐·米之間，溫度升高時電阻率指數則減小。
半導體材料很多，按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。
鍺和硅是最常用的元素半導體；化合物半導體包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化鎘、硫化鋅等)、氧化物(錳、鉻、鐵、銅的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體（鎵鋁砷、鎵砷磷等）。除上述晶態半導體外，還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

半導體分為本徵半導體和雜質半導體。雜質半導體就是我們製作晶體管用的。閣下學將要學電子的吧，。

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 半導體領域，單晶直徑為什麼越大越好

在製造半導體器件和集成電路時，都是在大圓片上進行的，在一塊大圓片上一次即內可製作出許多晶元。而容大圓片是由
單晶材料
切割而來的，單晶直徑越大，每一塊大圓片上的晶元數目就越多，這樣可以提高生產效率，
經濟收益
大。

⑧ 半導體是什麼東西

半導體是指導電能力介於金屬和絕緣體之間的固體材料。按內部電子結構區分，半導體與絕緣體相似，它們所含的價電子數恰好能填滿價帶，並由禁帶和上面的導帶隔開。半導體與絕緣體的區別是禁帶較窄，在2～3電子伏以下。

典型的半導體是以共價鍵結合為主的，比如晶體硅和鍺。半導體靠導帶中的電子或價帶中的空穴導電。它的導電性一般通過摻入雜質原子取代原來的原子來控制。摻入的原子如果比原來的原子多一個價電子，則產生電子導電；如果摻入的雜質原子比原來的原子少一個價電子，則產生空穴導電。

半導體的應用十分廣泛，主要是製成有特殊功能的元器件，如晶體管、集成電路、整流器、激光器以及各種光電探測器件、微波器件等。

半導體材料主要用來製做晶體管、集成電路、固態激光器的探測器等器件。1906年發明真空三極體，奠定了本世紀上半葉無線電電子學發展的基礎，但採用真空管的裝備體積笨重、能耗大、故障率高。1948年發明了半導體晶體管，使電子設備走向小型化、輕量化、省能化，晶體管的功耗僅為電子管的百萬分之一。1958年出現了集成電路。集成電路的發展帶來了電子計算機的微小型化，從而使人類社會掀開了信息時代新的一頁。目前製造集成電路的主要材料是硅單晶。硅的主要特性是機械強度高、結晶性好、自然界中儲量豐富、成本低，並且可以拉制出大尺寸的硅單晶。可以說，硅材料是大規模集成電路的基石。
硅固然是取之不盡、用之不竭的原材料，但化合物半導體材料，如砷化鎵很可能成為繼硅之後第二種最重要的半導體材料。因為與硅相比，砷化鎵具有更高的禁帶寬度，因而砷化鎵囂器件可以用於更高的工作溫度，又由於它具有更高的電子遷移率，所以可用於要求更高頻率和更高開關速度的場合，這也就使它成為製造高速計算機的關鍵材料。砷化鎵材料更重要的一個特性是它的光電效應，可以使它成為激光光源，這是實現光纖通訊的關鍵。因而預計砷化鎵材料在世紀之交的90年代將有一個大發展。
在高真空條件下，採用分子速外延（MBE）、化學氣相沉積（CVD）、液相外延（LPE）金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）、化學束外延（CBE）等方法，在晶體襯底上一層疊一層地生長出不同材料的薄膜來，每層只有幾個原子層，這樣生長出來的材料叫超晶格材料。超晶格的出現將為半導體材料、器件的發展開辟更新的天地。