太阳能级单晶硅知识简介

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中

生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在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，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

　　单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增
加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。

　　单晶硅圆片按其直径分为

6 英寸、8 英寸、12 英寸（300 毫米）及 18 英寸（450 毫米）

等。直径越大的圆片，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶
硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（

CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生

长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二
极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在

Φ3~8 英寸。区熔法单晶主要用于高

压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节
能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在

Φ3~6 英寸。外延片主要用于集成电路领域。

　　单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料和光伏行业中最基础性材料，属半导体材料类。单
晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域。

硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，
生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为

2.5、3、4、5 英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的

大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于

1998 年成功地制

造出了

12 英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。目前，全世界单晶硅

的产能为

1 万吨/年，年消耗量约为 6000 吨～7000 吨。未来几年中，世界单晶硅材料发展将

呈现以下发展趋势：

　　

1，单晶硅产品向 300mm 过渡，大直径化趋势明显

　　随着半导体材料技术的发展，对硅片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工
的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大。目前，硅片主流产品是

200mm，逐渐向

300mm 过渡，研制水平达到 400mm～450mm。据统计，200mm 硅片的全球用量占 60%左右，
150mm 占 20%左右，其余占 20%左右。 Gartner 发布的对硅片需求的 5 年预测表明，全球
300mm 硅片将从 2000 年的 1.3%增加到 2006 年的 21.1%。日、美、韩等国家都已经在 1999 年
开始逐步扩大

300mm 硅片产量。据不完全统计，全球目前已建、在建和计划建的 300mm 硅