多晶硅是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料。主要用做半导体的原料,是制做单晶硅的主要原料,可作各种晶体管、整流二极管、可控硅、太阳能电池、集成电路、电子计算机芯片以及红外探测器等。
多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。
例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面,两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。
多晶硅用途
现今多(单)晶硅是主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中,形成技术封锁、市场垄断的状况。
它的需求主要来自于太阳能和半导体电池。按纯度要求不同,分为电子级和太阳能级。其中,用于电子级多晶硅占55%左右,太阳能级多晶硅占45%,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展。它的最终用途主要是生产集成电路、分立器件和太阳能电池片。
来源:电子发烧友
不如放纵
高纯石英砂生命的下一站便是多晶硅!
生产芯片的第二个重要环节
要想获得多晶硅首先需要知道,多晶硅是个啥。既然有多晶硅,那肯定有单晶硅存在。那咱们先来看一下这一对儿“欢喜冤家”。
看人先相面!让我们先看一下多晶硅和单晶硅分别长啥样!
左为多晶硅,右为单晶硅
我们的肉眼凡胎能看到的多晶硅和单晶硅的样子,其中可以看出比较明显的特征,多晶硅看上去比较粗糙,单晶硅比较光滑油亮,其中单晶硅表面还有棱线存在。
借助高分辨率透射电镜,我们可以更清晰地看清楚单晶硅和多晶硅的真实面貌:
左为多晶硅,右为单晶硅
其实不管是多晶硅还是单晶硅,他们的硅原子排列方式都是一样的,都是以金刚石的晶格排列,从这个角度讲,多晶硅和单晶硅本质上是一种东西,只不过因为形成晶粒的方向性差异,而导致物理特性的不同。
金刚石晶格
我们再来看看多晶硅和单晶硅表面放大了的样貌:
左边为多晶硅孔状绒面,右图为单晶硅金字塔状绒面
长相我们了解得差不多了,我们是不是还需要再进一步了解一下多晶硅和单晶硅的”性格“,感觉像似在相亲。
就两者的物理性质而言。