如何辨别是单晶硅还是多晶硅?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 10:55:10

从外观可以辨别。
最好辨的是多晶。有点像大理石,一片结晶一片结晶地靠在一起,有点蓝。
薄膜就像一般计算机上采用的,颜色均匀,黑色多。
单晶和薄膜有点像,颜色均匀,但多为大面积,切成四方形,可是四角有截角,有些是圆形。

单晶硅是高纯的硅晶体,做半导体芯片、太阳能电池等用,比较难制作,我国浙大在这方面有很强的技术。多晶硅就是很粗糙的东西了,各小晶体颗粒之间是混乱的排列,故有空隙。很容易制造。但是多晶硅虽然可以低廉地制造,但也可以用来做太阳能电池,虽然效率和寿命不一定很好,但廉价,不知道技术上是否完全过关?无论如何,没有单晶硅做的太阳能电池好,更不能去做半导体芯片(例如CPU)了。

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、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上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六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。

高纯度硅在石英中提取,以单晶硅为例,提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。
冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%,但半导体工业用硅还必须进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11个9,太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中,有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握,由于没有这项技术,我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅,以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国,而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料,以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。
得到高纯度的多晶硅后,还要在单晶炉中熔炼成单