什么是硅?

[拼音]：gui

[外文]：silicon

一种重要的半导体材料。元素周期表中第 3周期第Ⅳ族的元素，化学符号Si，原子序数14，属金刚石型晶格结构，晶格常数5.42×10-10m，熔点1417℃，禁带宽度1.12电子伏，性脆易碎，密度小而硬度大，是呈银灰色金属光泽的非金属材料。硅在地壳中常以化合态存在。用作半导体材料的硅是经还原提纯的高纯硅（纯度达8个“9”以上）。它有非晶、多晶、单晶 3种形态。制造硅器件主要用单晶硅。1950年，硅单晶作为半导体材料开始进入实用化阶段，制作单晶硅的工艺主要有直拉法、区熔法和外延法。直拉法适宜于生长低电阻大直径单晶，其径向杂质分布均匀，适宜作低压硅器件和集成电路的材料。区熔单晶径向杂质分布均匀性较直拉法差，但氧、碳含量低，用高阻区熔单晶经过中子辐照可以得到杂质分布均匀性相当满意的单晶材料，适宜于制作高压大功率器件。衡量单晶质量的参数主要有导电类型、晶向电阻率及其均匀性、少子寿命、位错密度、补偿度等。影响单晶质量的关键因素是晶格缺陷和杂质。

由于硅的资源十分丰富，易于提纯，价格便宜，而且硅器件易于实现平面工艺，具有效率高、寿命长、体积小、导热好、耐高温、可靠性高等优点，大多数半导体器件都选硅作原料。硅主要用于制作各种集成电路、晶体管及电力电子器件。后者包括大功率的整流管、晶闸管、晶体管及各种派生器件，已广泛用于机械、冶金、电力、矿山、交通运输、航天、化工等各个领域。硅晶体管和集成电路主要用于无线电装置、电信设备、自动控制系统、计算机、航天事业等各个领域。此外，还可制造太阳能电池，用作航天飞机、人造卫星、无人灯塔等的电源。

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