多晶硅和單晶硅的區(qū)別是什么

硅材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)、最核心的材料，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的復(fù)雜生產(chǎn)流程，也要從基礎(chǔ)硅材料的生產(chǎn)開始。

在硅材料的生產(chǎn)中，有兩個(gè)基礎(chǔ)的概念：多晶硅和單晶硅。這二者具體代表什么意思呢？它們的區(qū)別在哪里呢？

本篇科普文章就簡單給大家簡單作一個(gè)解析。

單晶硅

理論上講，單晶硅就是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。

單晶硅具有準(zhǔn)金屬的物理性質(zhì)，有較弱的導(dǎo)電性，其電導(dǎo)率隨溫度的升高而增加，同時(shí)，單晶硅也有顯著的半導(dǎo)電性。超純的單晶硅是本征半導(dǎo)體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素（如硼）可提高其導(dǎo)電的程度，而形成p型硅半導(dǎo)體；如摻入微量的ⅤA族元素（如磷或砷）也可提高導(dǎo)電程度，形成n型硅半導(dǎo)體。

多晶硅

至于多晶硅，根據(jù)維基百科，多晶硅是由細(xì)小的單晶硅構(gòu)成的材料。它不同于用于電子和太陽能電池的單晶硅，也不同于用于薄膜設(shè)備和太陽能電池的非晶硅。

二者的區(qū)別和聯(lián)系

在單晶硅中，晶體框架結(jié)構(gòu)是均勻的，能夠由外部均勻的外貌來辨識(shí)。在單晶硅（也稱單晶）中，整個(gè)樣品的晶格連續(xù)不間斷，且沒有晶界。大的單晶在自然界中是極其罕見的，并且也難以在實(shí)驗(yàn)室中制造（見重結(jié)晶）。相比之下，原子在無定形結(jié)構(gòu)中的位置被限制為短程有序。

多晶和次晶相（見多晶體）由數(shù)量眾多的小晶體或者微晶構(gòu)成。多晶硅是一種由許多的較小硅晶構(gòu)成的材料。多晶體晶胞可由一種可見的「片狀金屬效應(yīng)」來識(shí)別紋理。半導(dǎo)體級(jí)（也包括太陽能級(jí)）多晶硅被轉(zhuǎn)換為「單晶」硅——意味著在「多晶硅」中隨機(jī)聯(lián)接的晶體轉(zhuǎn)變成了一個(gè)大的「單晶」。單晶硅被用于制造大多數(shù)硅基微電子設(shè)備。多晶硅能夠達(dá)到99．9999％純度。超純多晶硅也應(yīng)用在半導(dǎo)體工業(yè)里，比如2至3米長的多晶硅棒。在微電子業(yè)（半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)），多晶硅在宏觀尺度和微觀尺度（組分）皆有應(yīng)用。單晶硅的生長工藝包括柴可拉斯基法、區(qū)熔和布里奇曼法。

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審核編輯：符乾江