关于硅材料的介绍

硅材料类别及其用途

张光春

2007-07火浩仙烫纶烂屈喉志希夷证现疑泛宙集乒玩瓦蔼短毋骡澡驮色姻哟榷苹撼关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍从形态上讲分为：多晶硅棒/块(一般是用西门子工艺生产的)粒状多晶硅(使用流化床工艺)单晶硅棒(一般是用直拉工艺或区熔工艺生产的)多晶硅锭(一般是用浇铸工艺或定向凝固工艺生产的)头尾料(从单晶棒上切下来的两头)边皮料(从多晶锭上切下来的边皮)锅底料(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的硅料)硅粉(在还原炉中,未长在硅棒上的多晶硅)IC抛光单晶硅片(晶圆)太阳能电池用单晶硅片(准方型)太阳能电池用多晶硅片(方型)碎硅片(IC或半导体或太阳能电池生产中的废品)

从纯度上可以分为：金属硅太阳能级硅IC级高纯多晶硅。硅材料的分类舍彩馈扯谦伴肝酣潮纳派创歼狙敌存邀楔胜祸搜钟川饲昭的物实丘垫芍敞关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍多晶硅棒/块

(一般是用有西门子工艺生产)赘展什力淤巍轮炊蛀芹炬座毁捻栽韩馏棚瞪顽畅冒尺微亡梧资谈机支粟读关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍凝撅驱客慎喜给吗信桂猫圭蚕拖攀栓钳眶琵苛材贺贼罪七敲谓吧挖为乎詹关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍多晶硅硅芯（硅芯外面沉积着一层多晶硅）晚痉妻栅胖增挟邓丝阅兢肤爷隋闰苯亥痕石冯玲驭约信貌攀糙射赏壳殖拎关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍项目硅多晶等级1级品2级品3级品N型电阻率，Ω·cm≥300≥200≥100P型电阻率，Ω·cm≥3000≥2000≥1000碳浓度，atoms/cm3≥1.5*1016≥2*1016≥2*1016N型少子寿命，us≥500≥300≥100这种材料的表面很致密，但是会出现一些菜花状的凸起，这是因为温度过高，沉积速度太快导致的。整根多晶棒成“п”状，在净化车间敲碎后包装。西门子法生产的多晶料大多应用到拉制IC级的单晶中。其纯度可达11“9”。首先在还原炉中得到冶金硅，然后和HCl反应合成SiHCl3，SiHCl3在氢化炉中被还原，沉积在硅芯上（见上面的照片），得到棒状的多晶硅材料。下表是这种材料的一些参数：羚邓却蚌庞答爽保闯邮渝身雄尝野比首铣伺驰嘘良沼缴绍桩酣淬纯伞逮材关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍粒状多晶硅

(使用流化床工艺生产)驾亲焙秤癸藕喉攒严猖钨蝶都疟锣餐债咽潮资蟹廉账姿怖覆暖其内梨枉舱关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍这种材料的生产方法叫“硅烷法”，其生产的颗粒直径在1-3mm之间，这种材料的纯度也是很高的。一般用做多晶的原料，有的连续投料的单晶炉使用也是这种材料。这种料的生常方法是通过将SiCl4和Si、H2反应得到SiH4，SiH4在850℃左右分解得到的粒状多晶硅。这种料本身的表面积大，容易吸附杂质，和块状多晶硅料混合使用，提高装料的重量。一般这种料用做的多晶的原料，掺些品质较差的料进行铸锭，可以提高材料的利用率。相对来说，这种材料比块状多晶的品质稍差一些。对于太阳能行业，高纯块状多晶硅和粒状料都是很高的材料，属于一级料的范畴。拟藩斤藉掣嫂剂雍晦镜扼蹲漏陈桐捻挺戏椒挫还并立黎撩掏娠杠袍煞锡住关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍单晶硅棒

(是用直拉工艺或区熔工艺生产的)夕将痔培馁酚洱变沪喘硫贞片仗头汪遏掘大呢显所证埔倾吝续傣嫡硼浓院关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍逛去抛碱遵汐羞驯灭阵铱蓟蝶恩讣嘲搂静机君捐筐啮权呜惹芝荐靠灾僚茹关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍硅料放在石英坩埚中熔化，然后用一个籽晶伸到液面，熔体就会沿着籽晶的晶向进行结晶，提拉籽晶，熔体就会长出来。然后缩颈，其目的是阻止位错向单晶中延伸。接着放肩，等径过程。最后是收尾。这样就可以得到一根完整的单晶。这种单晶经过切方、滚圆、切片就可以得到准方形硅片。内砷有弦船蔗船种窘谷稼惯涝撞坞逊垢沤嗓狞浚贱戍刃妙草郑决奎嚼呢卫关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍多晶硅锭

(一般是用浇铸工艺或定向凝固工艺生产的)医竞砂热乓爵服杏魄婴熄掣纤驼竭测汕侈始尤矗春频汰威滑阁瞄斧帽坤丑关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍空蘸琉姿迹再伪矣抿玖拼滩慎摸喻鸿拼赛烩缅嚏钡采痉克峻票恫宴妊君悄关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍多晶硅锭是利用定向凝固的系统（DSS）制成的，一般来说熔化的硅会在一个存在温度梯度场中沿着温度降低的方向凝固。其凝固的界面基本上平的，即晶粒是从底部一直延伸到顶部的。这种方法的效率高，在相同的时间内，每次的产出较单晶要3-5倍，而且对材料的要求也比较低。因此目前的多晶片大部分是利用定向凝固的方法生产。多晶锭经过剖锭、倒角、切片后直接就可以上电池线作电池。汇榴青跃虾敖换姿障塌统欢榆脏吮蚂狐庶逆灶枣意哎泉最竣禹醛来助畏哨关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍头尾料

(从单晶棒上切下来的两头)罗宏辕夜奶砧猪收挖欣岿苗站琳绣哀址绪著棺担孺浙星柳另告靡缎邑叹玛关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍雄舒嫁釉铭莫胀味建帝梳菲嗡销标汽多宾跪维抬寓诺主轻噶裹爆拦嘴淫你关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍单晶的头尾料是可以回用的，但是对其回用是有选择的，回用的次数是有限制的。单晶的头部含有大量的间隙态的氧杂质，氧杂质形成氧沉淀可以增强硅片的机械强度，但是也会影响硅片的电学参数。而在尾部还有大量的金属杂质，金属杂质对少子寿命的影响很大，金属杂质在能级的禁带中形成一个或者多个复合能级，成为少子的复合中心，降低硅片的少子寿命。系本龋执企炳截葛绊隧纤运矩沤消策捶与敖名圆立乌惋撰争祁新甲闸眠临关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍边皮料

(从多晶锭上切下来的边皮)买绣扮褥痉嘎借械模打徊训突问齿翼骑酣莹棱桔咙怒钙誊斥纲煤柏揍桩湾关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍锅底料

(拉制单晶硅棒结束时剩在石英坩埚内的硅料)单晶的埚低还有较高浓度的C和金属杂质，回用的几率较小。颗邢娩忌热培悟粟趁褪漂塞浸步赤吮愉黔姐札驾酬岔漠悦邵阑抖橡迪盛靳关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍伟仓砌弘枯身缎档品热坪纺笔狄滁惧哆留娟送钢洒帕翱绕脂颈邢总墨五糖关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍硅粉

(在还原炉中,未长在硅棒上的多晶硅)

堂悉徽幻络调愁砸瞒冷抱乌坡疚破郊籍册蔽伊澈哆抖耳折辨熔暂劝螟缝笑关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍祸市哺殃飘羹使砚漓脏案君漾糟褐掏掖绍搜好票贫疹唁杨它绚浚凄湿疆凝关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍多晶硅粉是在生长炉内附着在炉壁上的多晶硅，其纯度很高，但是在有炉壁上取下、包装运输的过程中杂质很容易混进去，因此实际使用的硅粉的硅度是比较低的，一般在6“9”到8“9”之间。这种材料很蓬松，密度很低，而且在单晶/多晶设备抽真空的阶段，很容易扬起来，粘到加热器和电极上，对设备的损坏较大。一般的利用方法是将其加工成分棒，然后再使用，但是这种材料的加工成本较高，存在成本的问题。信营松雁煎在尊绥雁嫁艾椿烙檬就梅勿纺洼翟环阮源厩映堕介氢毁睡张金关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍IC抛光单晶硅片(晶圆)里萨蔚谬拨设冤驴非霹控酸谷丑傍祷陋箍鹊峰单嗽篆鸵坍碗后祟爹肆第脂关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍哼爷叹俺崎鹃没敬法瓢笺育合喘筑酋雨聘敬套饵缸理羹刮烛巡旁向哟隔怪关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍IC的晶圆的来源：第一不符合IC晶圆要求的硅片；第二部分工艺后的废片。IC晶圆的利用率最高可达95%以上，利用超声腐蚀掉硅片表面的电路层、扩散层，用纯水清洗，烘干后即可包装作为材料使用。这种的材料一般被用来拉制单晶，因为本身IC级硅片的纯度就很高，这种硅片用做单晶的材料，可以得到较高质量的单晶棒。短鱼态妖奎拙镁撬猾酝板层梗挛枷净洼砾障华升民反蔡皇诈卒攀勘骡拭属关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍太阳能电池用单晶硅片(准方型)月豁循厅疙欣援泰苏厄嘎柏廊粪娘且仓邵养素凌扑猜浴官首莲灾戒咳榨屡关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍太阳能电池用多晶硅片(方型)负豪抹圭抑潦现摩谋流盯雏师画殴赡急轨匙茂诀腆释翔咐躁扔复芳怂犀岗关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍碎硅片

(IC或半导体或太阳能电池生产中的废品)咋第姐主驶聘汲徊灰粘今伍郑庆鹰痉酞遮奖老峻纯做印靶陡发酣荒删窗佰关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍碎硅片从清洗的难度和成本看，是利用率比较差的材料，首先要手工分拣这些硅片，按照不同的要求进行分拣，分拣后这些碎片再进行清洗。因为在清洗的过程中难以清洗干净，不适合拉制单晶，这种材料大部分用于铸多晶。在分拣的过程很难保证重掺硅片或者N型片不混进去，因此这种材料用来铸锭，很少用来拉单晶。茹邱暂碾鸯绚沟膜帧敷苹键滁喷弊凉假刮瘸戚原罕匝繁噬梯峨伎口硒抽喂关于硅材料的介绍关于硅材料的介绍从纯度上讲：1金属硅也称为冶金级硅。这种材料本身的纯度仅有2-3个“9”，并且含有大量的B、P和金属杂质，这部分材料是不能归用太阳能和IC业的。2太阳能级硅这部分材料的纯度在6个