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致力于金屬硅、金屬硅粉、微硅粉三大類(lèi)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售
07
2022
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金屬硅的性質(zhì)
作者：
“金屬硅”(我國又稱(chēng)工業(yè)硅)是上世紀60年代中期出現的一個(gè)商號。它的出現與半導體產(chǎn)業(yè)的興起有關(guān)。國際上通行的做法是將商用硅分為金屬硅和半導體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電爐中冶煉加工而成的產(chǎn)品，主要經(jīng)濟成分硅元素進(jìn)行含量比例約為98%(含99.99%硅的含量也包括在金屬硅中)，其余部分雜質(zhì)有鐵、鋁、鈣等。用于制造半導體器件的高純度金屬硅。它以多晶、單晶的形式出售，前者便宜，后者貴。因其用途進(jìn)行不同而分為通過(guò)多種規格。據統計，1985年世界金屬硅消費量約為50萬(wàn)噸，其中60%用于鋁合金，不到30%用于有機硅，約3%用于半導體，其余用于鋼鐵冶煉和陶瓷。
金屬硅的基本物理化學(xué)性質(zhì)硅的電性能半導體材料的電學(xué)性能有兩個(gè)突出的特點(diǎn)。一是可以導電率介于金屬導體與絕緣體材料之間其次，電導率和電導率模型對雜質(zhì)和外部因素(光、熱、磁等)高度敏感。無(wú)缺陷進(jìn)行半導體的導電性也是很差，被稱(chēng)為本征半導體。當添加極少量的電活性雜質(zhì)時(shí)，導電性顯著(zhù)增加，例如，在硅中加入十億分之一的硼,電阻率就會(huì )下降到千分之一。當硅摻雜供體雜質(zhì)(V族元素:磷、砷、銻等)時(shí)，硅主要導電，成為n型硅。當硅摻雜有主要雜質(zhì)時(shí)，空穴傳導是形成P型硅的主要方式。硅中的p型和n型界面形成PN結，這是半導體器件的基本結構和工作基礎。
金屬硅：硅和鍺作為一種單質(zhì)半導體，不存在這些化合物具有半導體企業(yè)那樣的化學(xué)工程計量比問(wèn)題和多組分進(jìn)行純化的復雜性，因此很容易可以獲得高純度、高完整性的SI和GE單晶。硅的間隙寬度大于鍺的間隙寬度，因此硅器件的結泄漏電流小于鍺器件的結泄漏電流，工作溫度較高(250°C)(鍺器件只能工作在150°C以下)。此外，地球上硅含量可以豐富，比鍺(4×10-4%)多得多。因此，硅的原材料供應是取之不盡的。自20世紀60年代以來(lái)，人們對硅進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā)。
金屬硅：在電子工業(yè)中，硅逐漸取代鍺，占據主要地位。自1958年半導體集成電路發(fā)明以來(lái)，對硅的需求逐年增加，質(zhì)量也隨之增加。如今，半導體硅已成為世界上發(fā)展生產(chǎn)企業(yè)規模達到較大、單晶直徑較大、生產(chǎn)技術(shù)工藝完善的半導體材料。它是固體電子和相關(guān)信息技術(shù)的重要基礎。如果目前正在進(jìn)行的量子效應、硅基復合材料等硅能帶工程研究取得成功，再加上硅集成技術(shù)非常成熟和價(jià)格低廉的優(yōu)勢，硅將成為一種重要的光電材料，實(shí)現光電器件的集成。
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