硅的性质
硅具有优良的半导体电学性质。禁带宽度适中，为 1.21电子伏。载流子迁移率较高，电子迁移率为1350厘米 2/伏·秒，空穴迁移率为480厘米2/伏·秒。本征电阻率在室 温(300K)下高达2.3×105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在 104～10-4 欧·厘米的宽广范围内，能满足制造各种器件 的需要。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微 秒至1毫秒之间。热导率较大。化学性质稳定，又易于形 成稳定的热氧化膜。在平面型硅器件制造中可以用氧化膜 实现PN结表面钝化和保护，还可以形成金属-氧化物-半导 体结构,制造MOS场效应晶体管和集成电路。上述性质使 PN结具有良好特性，使硅器件具有耐高压、反向漏电流 小、效率高、使用寿命长、可靠性好、热传导好，并能在 200高温下运行等优点。
单晶硅
单晶硅主要有直拉和区熔 区熔单晶硅可生产直径范围为：Φ1.5〃- Φ4〃。区域熔单 晶目前主要用于大功率半导体器件，比如整流二极管，硅 可控整流器，大功率晶体管等。区熔单晶硅是利用悬浮区 熔技术制备的单晶硅。 直拉单晶硅可生产直径范围为：Φ2〃-Φ8〃。 直拉硅单晶广泛应用于集成电路和中小功率器件。直拉单 晶硅可生产直径范围为：Φ2〃-Φ8〃。 硅单晶被称为现代信息社会的基石。硅单晶按照制备工艺 的不同可分为直拉（CZ）单晶硅和区熔（FZ）单晶硅， 直拉单晶硅被广泛应用于微电子领域。
晶体缺陷 生产电子器件用的硅单晶除对位错密度有 一定限制外，不允许有小角度晶界、位错排、星形结构等 缺陷存在。位错密度低于 200/厘米2者称为无位错单晶， 无位错硅单晶占产量的大多数。在无位错硅单晶中还存在 杂质原子、空位团、自间隙原子团、氧碳或其他杂质的沉 淀物等微缺陷。微缺陷集合成圈状或螺旋状者称为旋涡缺 陷。热加工过程中，硅单晶微缺陷间的相互作用及变化直 接影响集成电路的成败。
多晶硅
区熔用多晶硅：可生产直径Φ40mm－ Φ70mm。直径公差(Tolerance)≤10%，施 主水平＞300Ω.㎝，受主水平＞3000Ω.㎝， 碳含量＜2×1016at/㎝3 。各项参数可按客 户要求生产。
类型和应用
硅单晶按拉制方法不同分为无坩埚区熔(FZ)单 晶与有坩埚直拉(CZ)单晶。区熔单晶不受坩埚污染， 纯度较高，适于生产电阻率高于20欧·厘米的N型 硅单晶（包括中子嬗变掺杂单晶）和高阻 P型硅单 晶。由于含氧量低，区熔单晶机械强度较差。大量 区熔单晶用于制造高压整流器、晶体闸流管、高压 晶体管等器件。直接法易于获得大直径单晶，但纯 度低于区熔单晶，适于生产20欧·厘米以下的硅单 晶。由于含氧量高,直拉单晶机械强度较好。大量 直拉单晶用于制造MOS集成电路、大功率晶体管 等器件。外延片衬底单晶也用直拉法生产。硅单晶 商品多制成抛光片，但对FZ单晶片与CZ单晶片须 加以区别。外延片是在硅单晶片衬底（或尖晶石、 蓝宝石等绝缘衬底）上外延生长硅单晶薄层而制成， 大量用于制造双极型集成电路、高频晶体管、小功 率晶体管等器件。
硅片公司工艺流程
原料的种类
– 直回料包括:头尾直回,边皮直回,棒料、埚底料、IC料等.
1.边皮直回料
2.边皮直回料
3.埚底料
4.棒料
5.头尾直回料
6.IC料
物理法多晶
硅原料的检测(1)
检测原料的型号 两种型号：N与P N型（磷是主要的 掺杂元测原料的电阻率(电阻率单位：欧姆*厘米)
硅的化学成分
硅是元素半导体。电活性杂质磷和硼在合格 半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb和0.1ppb。 拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质，以获得 所要求的导电类型和电阻率。重金属铜、金、铁 等和非金属碳都是极有害的杂质，它们的存在会 使PN结性能变坏。硅中碳含量较高，低于1ppm 者可认为是低碳单晶。碳含量超过3ppm时其有害 作用已较显著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益 也有害。直拉硅单晶氧含量在5～40ppm范围内； 区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。
技术参数
硅单晶的主要技术参数 硅单晶主要技术 参数有导电类型、电阻率与均匀度、非平 衡载流子寿命、晶向与晶向偏离度、晶体 缺陷等。
技术参数1
导电类型 导电类型由掺入的施主或受主杂质决 定。P型单晶多掺硼，N型单晶多掺磷,外延片衬 底用N型单晶掺锑或砷。
电阻率与均匀度 拉制单晶时掺入一定杂质 以控制单晶的电阻率。由于杂质分布不匀，电阻 率也不均匀。电阻率均匀性包括纵向电阻率均匀 度、断面电阻率均匀度和微区电阻率均匀度。它 直接影响器件参数的一致性和成品率。
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技术参数2
非平衡载流子寿命 光照或电注入产生的 附加电子和空穴瞬即复合而消失，它们平 均存在的时间称为非平衡载流子的寿命。 非平衡载流子寿命同器件放大倍数、反向 电流和开关特性等均有关系。寿命值又间 接地反映硅单晶的纯度，存在重金属杂质 会使寿命值大大降低。
技术参数3
晶向与晶向偏离度 常用的单晶晶向多为 (111)和(100) （见图）。晶体的轴与晶体方向不吻合时，其偏离的角度 称为晶向偏离度。
1）片料（IC料）电阻率范围：0.2以下、0.2-0.5, 0.5~1、1~3、
3~6、6以上； 2）块料（直回料、多晶料）电阻率范围： 0.2以 下、
0.2~0.5、0.5~1、1~1.5、1.5~2、2~3.5、 3.5~5
5~7、7~10、10以上。
半导体工艺流程图
硅片公司名词解释
多晶硅原料标准 德国瓦克 MEMC