单晶硅棒是做什么用的

单晶硅棒是用于制造半导体器件、太阳能电池的，单晶硅棒是通过区熔或直拉工艺在炉膛中整形或提拉形成的，是硅原子按籽晶的晶格排列方向，重新排列的硅单晶体棒。

单晶硅棒生产流程为拉晶、机加以及抛光工序，经过不断改进拉晶工艺，提升少子寿命，降低氧含量，持续提升产能和硅棒成品率。单晶硅作为一种极具潜能，亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。

硅锭和硅棒有什么区别？

一、作用不同

1、硅锭

硅料包括原生多晶硅料和单晶硅回用料，原生多晶硅一般称为正料，其纯度较高，价格亦不菲；单晶硅回用料如单晶硅棒头尾料、边皮料、埚底料、电池片经过清洗处理后得到的原料等等。

2、碳硅棒

主要是耐火耐高温材料，做高温发热的元件。

二、制作工艺不同

1、硅锭

将硅料在单晶炉（在太阳能级单晶硅的生产工艺中以直拉炉较常见）中融化后再经过一系列工序可生长成单晶硅棒子，对单晶硅棒子进行后续机加工，得到单晶硅锭，再使用切片机器对硅锭进行切片加工，则得到硅片。

2、碳硅棒

硅碳棒在使用过程中， 随使用时间增加电阻值增加这种现象叫老化现象。 棒老化后会造成炉温降低。 为了正常使用， 可适当提高电压或改变接线方式， 使炉温得到补偿。

送电时，电压应逐步增加。一般开始时电压为额定电压的一半为宜， 防止升温过快。 送电时切忌超负荷运行。硅碳棒最好连续使用， 连续使用可以提高棒的寿命。

三、物质不同

1、硅锭

表面有少许污渍、轻微线痕。

同心度：任意两个弧的弦长之差≤1.2mm。

垂直度：任意两边的夹角：90°±0.5。

2、碳硅棒

化学式SiC。为无色立方或六方晶体，表面氧化或含杂质时呈蓝黑色。碳硅棒具有由硅原子和碳原子构成的三维空间结构，每一个原子被其他四个原子包围。SiC有多种变体，结构大多是金刚石、闪锌矿和纤维矿晶格。

参考资料来源：百度百科-硅锭

参考资料来源：百度百科-碳硅棒

单晶硅棒是什么

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

什么是单晶硅棒制作方法

（1）

硅的主要来源是石英砂（二氧化硅），硅元素和氧元素通过共价键连接在一起。因此需要将氧元素从二氧化硅中分离出来，换句话说就是要将硅还原出来，采用的方法是将二氧化硅和碳元素（可以用煤、焦炭和木屑等）一起在电弧炉中加热至2100°C左右，这时碳就会将硅还原出来。化学反应方程式为：SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)（吸热）

（2）

上一步骤中得到的硅中仍有大约2%的杂质，称为冶金级硅，其纯度与半导体工业要求的相差甚远，因此还需要进一步提纯。方法则是在流化床反应器中混合冶金级硅和氯化氢气体，最后得到沸点仅有31°C的三氯化硅。化学反应方程式为：Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)（放热）

(3）

随后将三氯化硅和氢气的混合物蒸馏后再和加热到1100°C的硅棒一起通过气相沉积反应炉中，从而除去氢气，同时析出固态的硅，击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999%的硅，换句话说，也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。

（4）

进行到目前为止，半导体硅晶体对于芯片制造来说还是太小，因此需要把块状多晶硅放入坩埚内加热到1440°C以再次熔化 。为了防止硅在高温下被氧化，坩埚会被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度99.7%的钨丝悬挂硅晶种探入熔融硅中，晶体成长时，以2~20转/分钟的转速及3~10毫米/分钟的速率缓慢从熔液中拉出：

探入晶体“种子”

长出了所谓的“肩部”

长出了所谓的“身体”

这样一段时间之后就会得到一根纯度极高的硅晶棒，理论上最大直径可达45厘米，最大长度为3米。

以上所简述的硅晶棒制造方法被称为切克劳斯法（Czochralski process，也称为柴氏长晶法），此种方法因成本较低而被广泛采用，除此之外，还有V-布里奇曼法（Vertikalern Bridgman process）和浮动区法（floating zone process）都可以用来制造单晶硅。

单晶硅圆棒是什么？（定义） 单晶硅方棒是什么？（定义）

圆棒是指直拉法（CZ法）生产的单晶硅棒经过滚磨、抛光处理后获得的圆柱形单晶硅棒。直拉法生产出来的单晶硅棒，由于生长过程中旋转和不等径生长导致表面存在凸纹等不规则形状，必须磨圆。

单晶硅方棒是指圆棒经切断、倒角后获得。

直拉单晶硅棒是圆棒，要切成可以拼排最大面积的正方形方片，势必损失较多的面积，因为正方形的对角线必须是圆的直径。但是，如果不切成正方形，而是省去四个直角部分，切成带斜边的近似正方形，那么，可以最大限度地利用圆的面积。斜边部分是小圆弧切成弦导致的，适合于加工和安装。

图中圆是原始硅片。粗正方形是带直角的假设的硅片，细框正方形和圆周之间围成的弧角正方形是实际的硅片的原始形状，把弧切成弦，就是真正的单晶硅片。

如果是多晶硅片，由于多晶硅锭是正方形的，所以就直接切成正方形的硅片了。

现在最新的技术已经可以生产方形锭的单晶硅了，可以切成直角正方形了，并且原料利用率大幅度提高。

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