半导体所用的高纯硅是如何提纯到 99.999999999% 的?

半导体所用的高纯硅是如何提纯到 99.999999999% 的?,第1张

利用掺杂硅与单晶硅的熔点差异来提纯的。

简单说一块粗硅圆柱体置于惰性气体环境中,中间套一个加热环,加热到硅的熔点附近,加热环从硅圆柱体一段开始,含杂质的硅熔点较低,呈熔融状态,然后加热环缓慢的向另一端移动,这时候杂质会随着加热环的移动向一段移动,后面的硅重新结晶得到单晶硅。

最后杂质集中到硅棒一段,整个硅棒就提纯了。反复多次进行,就可得到极高纯度的单晶硅。

旋转提拉的过程中,在固液界面上杂质在两相中重新分配,绝大多数都留在了液相里,于是上面就形成了高纯度的单晶硅硅锭。这样就从99.99%的硅制得99.99999999(好多9)%的硅单质。

目前国际上能生产电子级高纯硅的国家不多,欧美和日本相对比较发达。在我国研制并生产电子级高纯硅的有陕西黄河水电和江苏鑫华半导体

工业角度中因为生产体量大,在保证其品质的基础上有成本与盈利方面的压力,所以对工艺流程要求的更严苛。具体的技术细节一般为各公司核心机密,是受到严格管控的。

指的是硅原子的一种排列形式形成的物质。硅是最常见应用最广的半导体材料,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成晶核,其晶核长成晶面取向相同的晶粒,形成单晶硅。单晶硅作为一种比较活泼的非金属元素晶体,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。

单晶硅材料制造要经过如下过程:石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加。

与多晶硅的区别

晶体硅根据晶体取向不同又分为单晶硅和多晶硅。单晶硅和多晶硅的区别是;当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅;如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。

多晶硅和单晶硅的差异主要在物理性质方面,例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅不如单晶硅。多晶硅可作为控制单晶硅的原料,也是太阳能电池和光伏发电的基础材料。单晶硅可算的是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度在6个9(6N)以上。

以上内容参考 百度百科-单晶硅

不可以。

通过查找有关的资料发现,半导体硅纯度低一点是不可以的,它会影响到半导体的正常使用,并且还会缩短半导体的使用年限。

无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。


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