单晶硅通常指的是硅原子的一种排列形式形成的物质。
硅是常见应用广的半导体材料,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。 [1]
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。
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。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到9个9(9N)。目前,人们已经制造出纯度为12个9(12N)的单晶硅。
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线锯在切割之间需要更换切割线和研磨浆,维护的速度越快,总体的生产力就越高。
生产商必须平衡这些相关的因素使生产力达到化。更高的切割速度和更大的荷载将会加大切割切割线的拉力,增加切割线断裂的风险。由于同一硅块上所有硅片是同时被切割的,只要有一条切割线断裂,所有部分切割的硅片都不得不丢弃。 然而,使用更粗更牢固的切割线也并不可取,这会减少每次切割所生产的硅片数量,并增加硅原料的消耗量。