化学词典告诉你单晶硅的生产工艺和用途，单晶硅是一种具有基本完整点阵结构的良好半导体材料。单晶硅在制造半导体设备、太阳能电池等方面具有不同的性能。
单晶硅生产工艺
加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长
(1)进料:将多晶硅原料和杂质放入石英坩埚中，杂质类型取决于电阻的N或P型。杂质有硼、磷、锑、砷。
(2)熔化:在石英坩埚中加入多晶硅原料后，长晶炉必须关闭并抽真空，然后加入高纯氩气以保持一定的压力范围，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度(1420℃)以上，熔化多晶硅原料。
(3)缩颈生长:当硅熔体温度稳定时，将籽晶慢慢浸泡在硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，籽晶会出现位错，这些位错必须通过缩颈生长来消失。缩颈生长是将籽晶快速向上提升，将生长的籽晶直径缩小到一定大小(4－6mm)由于位错线与生长轴成交角，只要缩颈足够长，位错就能长出晶体表面，产生零位错晶体。
(4)放肩生长:细颈生长后，必须降低温度和拉速，使晶体直径逐渐增大到所需尺寸。
（5）等径生长：细颈肩生长后，通过不断调整拉速和温度，晶棒直径可保持在正负2mm之间。固定直径的部分称为等径部分。单晶硅片取自等径部分。
（6）尾部生长：等径部分生长后，如果晶体棒立即与液体表面分离，则热应力会导致晶体棒位错和滑动线。因此，为了避免这个问题，晶体棒的直径必须慢慢缩小，直到它变成一个尖端，并与液体表面分离。这个过程被称为尾部生长。长晶体棒升至炉房冷却一段时间后取出，即完成生长周期。
使用单晶硅
单晶硅主要用于制造半导体元件。
用途：用于制造大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关装置等半导体硅装置的原料。
单晶硅片按其直径分为6寸、8寸、12寸(300mm)、18寸(450mm)等。圆片直径越大，集成电路越多，芯片成本越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求越高。根据晶体伸长方法的不同，单晶硅分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。单晶硅棒材采用直拉法和区熔法延伸，单晶硅膜采用外延法延伸。单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底和太阳能电池。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装置，广泛应用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视等系列产品。晶体直径可控制在Φ3~6英寸。集成电路领域主要采用外延片。
由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广泛。CZ抛光片和外延片主要用于IC工业。CZ抛光片通常用于存储电路，因为成本低。逻辑电路通常使用价格较高的外延片，因为它们在IC制造中具有更好的适用性，并且可以消除Latch－up的能力。
硅片直径越大，技术要求越高，市场前景越大，价值越高。
