一张图看懂单晶硅 新材料在线 2015年9月 01 单晶硅简介 02 单晶硅定义与特点 什么是单晶硅？ 硅的单晶体，具有基本完整的点阵结 构。不同的方向具有不同的性质，是 一种良好的半导材料。纯度要求达到 99.9999%，甚至达到99.9999999% 以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。 特性 ?电阻率特性：导电性明显受光、电、磁、温度等因素的 影响。 ?p-n结特性：n型和p型半导体材料相连，组成p-n结，具 有单向导电性。 ?光电特性：p-n结在光的左右下能产生电流，如太阳电池。 形态 单晶硅棒 单晶硅片 单晶方棒 Copyrights ? xincailiao. All Rights Reserved 03 单晶硅制备方法 单晶硅的制备方法有直拉法（CZ法）、区熔法（Fz法）和 外延法，其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。区熔 硅单晶的最大需求来自于功率半导体器件。 直拉法和区熔法的比较 项目 直拉法 区熔法 炉子 工艺 直拉炉 区熔炉 有坩埚，电阻加热 无坩埚，高频加热 能生长Φ200mm单晶 直径能生长Φ450mm单晶 氧、碳含量高、纯度受坩 纯度 纯度较高 高 埚污染 少子寿命 低 中低电阻，轴向电阻率分 布不均匀 电阻率 应用 投资 能生产电阻率超过10 的单晶 4 晶体管、二极管、高压整流器、可控硅、探测器、 集成电路 也可制作晶体管、集成电路 投资较小 是直拉法的数倍 工艺成熟，设备简单；可 大规模生产。 优点 纯度很高，电学性能均匀 纯度低、电阻率不均匀 工艺烦琐，生产成本较高；直 径很小，机械加工性差 缺点 多晶硅的装料→熔化→种多晶硅棒料打磨、清洗→装炉 工艺流程 晶→缩颈→放肩→收尾 →高频电力加热→籽晶熔接→ 缩颈→放肩→结束 04 单晶硅片生产及工艺流程 ?单晶硅是从大自然丰富的硅原料中提纯制造出多晶硅，再 通过区熔或直拉法生产出区熔单晶或直拉单晶硅，进一步 形成硅片、抛光片、外延片等。 ?工业生产中对硅的需求主要来自于两个方面：半导体级和 光伏级。 单晶硅制备工艺流程 区熔法 直拉法 半导体级 单晶硅 高纯多 晶硅 冶炼级 多晶硅 石英砂 光伏级单 晶硅 半导体单晶硅片加工工艺流程 切断（割断） 滚圆 切片 倒角 磨片 抛光 化学腐蚀 注：不同工艺还需要进行不同程度的化学清洗。 光伏电池用单晶硅加工工艺流程 切断 滚圆 切片化学腐蚀 （割断） （切方块）