高纯铝的用途和国内的市场如何？

工业高纯铝主要做电解电容器用的阳极箔、电容器引线、集成电路导线、真空蒸发材料、超导体的稳定导体、磁盘合金和高断裂韧性铝合金的基体金属，以及在科研、化工等方面的特殊用途超高纯铝具有许多优良性能，用途广泛。它具有比原铝更好的导电性、延展性、反射性和抗腐蚀性，在电子工业及航空航天等领域有着广泛的用途。5N5-6N的超高纯铝（每种杂质的最大含量0.4ppm）96%用于半导体器件制造行业，4%用作超导电缆的稳定化材料在制造集成电路芯片时阴极溅射是一道必不可少的工艺，这是一种特殊的高技术工艺，蒸发的呈等离子状态的铝沉积于阴极靶面，即在硅片上形成一层薄薄的均匀的极少缺陷的铝膜，随后在膜上涂一层感光性树脂，经曝光后除去无用的部位即未感光的树脂，也就是把这些处的树脂腐蚀掉，而保留的极窄的铝条便是所需的导电体。阴极溅镀用的铝越纯，其电导率也就越高超高纯铝的另一重要用途是作为集成电路的配线。超高纯铝中的痕量杂质铀与钍是越少越好，因为它们是放射性元素，在时时释放α粒子，从而造成集成电路出现故障，使程序失误与混乱。TADE生产的5N2高纯铝中U+Th<5ppb（wt%）,5N5超高纯铝中U+Th<1ppb（wt%）。5N及5N5的大尺寸板状靶材，大规模应用于PDP及TFT-LCD平板显示器，太阳能电池镀膜用溅射靶材。板靶原材料中Fe、Si、Cu、V、Ti等杂质完全符合相应标准。在超导领域，超高纯铝用作超导电缆的稳定化材料。在电子领域5N超纯铝用于制造光电子存储媒体，如CD、CD-ROM、CD-RW、数据盘或微型盘、DVD银盘等，在银盘中用5N超纯铝溅射膜作为光反射层。超纯铝中的杂质含量极少。杂质含量极少使得超纯铝具有一些特殊的性能优点典型的性能特点1．不纯物元素含量极低。杂质元素含量越低，金属间化合物密度越小2．导电性能良。3RRR值高，在极低温区的电阻非常小。3．光反射性能非常强，对紫外线有很高的反射率！

铝工业出现了新一轮的投资热潮，其投资的速度和力度前所未有。但与此同时，制约中国铝工业发展的问题越来越突出。其主要问题如下：

1.产量逐年增加，预计2005年的产量为700万吨，2010年将达到1000万吨。随着产量的增加，原铝的供求状况将由供求平衡逐渐转变为供大于求，这势必造成竞争加剧，主要表现在价格的竞争，企业利润下降，甚至无利可图。

2.资源短缺，主要表现在氧化铝和电力上，氧化铝及电价的提价，造成企业生产成本的上升。

3.单一铝厂产量小，不成规模，不能发挥规模效应，成本较高，缺乏竞争力。

4.产业结构建设不合理，重复建设严重，资源大量浪费。原铝生产纷纷上马，而附加值高的铝合金、高纯铝却倍受冷落。

5.存在严重的环保问题，部分企业采用落后的自锫槽技术，不符合环保型铝厂发展的要求，面临停业整改。

6.中国铝工业缺乏国际竞争力，成本高，竞争力小。

综上所述，在目前市场竞争日益激烈的情况下，铝工业必须寻找新的发展思路，规避风险，才能长久发展。而作为具有高科技、高附加值的纯铝正符合此要求，很多铝厂已把上马高纯铝项目提上日程。

相对于传统的初级加工铝锭而言，高纯铝的生产有着较高的产品附加值及利润空间。高纯铝指的是Al含量≥99.999%（5N）的铝。高纯铝具有许多优良性能，用途广泛。它具有比原铝更好的导电性、延展性、反射性和抗腐蚀性，在电子工业及航空航天等领域有着广泛的用途。在电子工业中，用于制作高压电容器铝箔、高性能导线、集成电路用键合线；航空航天工业中，高纯铝用来开发制作等离子帆（推动航天器的最新动力）；高速轨道交通中，高速轨道交通车辆除了需要用高纯铝配制高性能合金外，还由于高纯铝具有导磁率低、比重轻的特点，在磁悬浮体材料中得到大量应用；光学应用方面，汽车工业中的车灯反射罩，天文望远镜等大量使用铝反射器，国外也在研究用高纯铝作为大型天文望远镜的反光面。随着对高纯铝性能的进一步认识和开发，高纯铝的应用前景越来越广阔。

半导体材料（semiconductor material） 导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料，其电阻率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。 半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。1.元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。50年代，锗在半导体中占主导地位，但 锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅材料取代。用硅制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件。因此，硅已成为应用最多的一种增导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。2.化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类很多，重要的有砷化镓、磷化铟、锑化铟、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用。3.无定形半导体材料 用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力，主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。4.有机增导体材料已知的有机半导体材料有几十种，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用 。 特性和参数 半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体，常温下其电阻率很高，是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后，由于杂质原子提供导电载流子，使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体，靠价带空穴导电的称P型半导体。不同类型半导体间接触（构成PN结）或半导体与金属接触时，因电子（或空穴）浓度差而产生扩散，在接触处形成位垒，因而这类接触具有单向导电性。利用PN结的单向导电性，可以制成具有不同功能的半导体器件，如二极管、三极管、晶闸管等。此外，半导体材料的导电性对外界条件（如热、光、电、磁等因素）的变化非常敏感，据此可以制造各种敏感元件，用于信息转换。 半导体材料的特性参数有禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定，反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用（如光或电场）下内部载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类缺陷。位错密度用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度，对于非晶态半导体材料，则没有这一参数。半导体材料的特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别 ，更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下，其特性的量值差别。 种类 常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。主要有硅、锗、硒等，以硅、锗应用最广。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族（如砷化镓、磷化镓、磷化铟等）、Ⅱ-Ⅵ族（如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等）、 Ⅳ-Ⅵ族（如硫化铅、硒化铅等） 、Ⅳ-Ⅳ族（如碳化硅）化合物。三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体，如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等，还处于研究阶段。此外，还有非晶态和液态半导体材料，这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。 制备 不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。 所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上 ，最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯；另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。 绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广，80％的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的，其中硅单晶的最大直径已达300 毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法，用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触，用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。 在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延。外延的方法有气相、液相、固相、分子束外延等。工业生产使用的主要是化学气相外延，其次是液相外延。金属有机化合物气相外延和分子束外延则用于制备量子阱及超晶格等微结构。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金属等衬底上用不同类型的化学气相沉积、磁控溅射等方法制成。

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