單晶硅,多晶硅,非晶硅簡介及區別

名 稱：單晶硅

英文名： Monocrystalline silicon

物理性質：是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分。硅的單晶體，具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質，是一種良好的半導材料。純度要求達到99.9999%，甚至達到99.9999999%以上。用于制造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內拉制而成。

制備方法：熔融的單質硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。單晶硅具有準金屬的物理性質，有較弱的導電性，其電導率隨溫度的升高而增加，有顯著的半導電性。超純的單晶硅是本征半導體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導電的程度，而形成p型硅半導體;如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導電程度，形成n型硅半導體。單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。單晶硅主要用于制作半導體元件。

用 途： 是制造半導體硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關器件等。

名 稱：多晶硅

英文名：polycrystalline silicon

物理性質：灰色金屬光澤。密度2.32~2.34。熔點1410℃。沸點2355℃。溶于氫氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和鹽酸。硬度介于鍺和石英之間，室溫下質脆，切割時易碎裂。加熱至800℃以上即有延性，1300℃時顯出明顯變形。常溫下不活潑，高溫下與氧、氮、硫等反應。高溫熔融狀態下，具有較大的化學活潑性，能與幾乎任何材料作用。具有半導體性質，是極為重要的優良半導體材料，但微量的雜質即可大大影響其導電性。

制備方法：多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。

用 途：電子工業中廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。由干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化，再經冷凝、精餾、還原而得。

名 稱：非晶硅

英文名：amorphous silicon

物理性質：非晶硅是一種直接能帶半導體，它的結構內部有許多所謂的“懸鍵”，也就是沒有和周圍的硅原子成鍵的電子，這些電子在電場作用下就可以產生電流，并不需要聲子的幫助，因而非晶硅可以做得很薄，還有制作成本低的優點.

制備方法：由非晶態合金的制備知道，要獲得非晶態，需要有高的冷卻速率，而對冷卻速率的具體要求隨材料而定。硅要求有極高的冷卻速率，用液態快速淬火的方法目前還無法得到非晶態。近年來，發展了許多種氣相淀積非晶態硅膜的技術，其中包括真空蒸發、輝光放電、濺射及化學氣相淀積等方法。一般所用的主要原料是單硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)、四氟化硅(SiF4)等，純度要求很高。

用途：可以制成非晶硅場效應晶體管;用于液晶顯示器件、集成式a—Si倒相器、集成式圖象傳感器、以及雙穩態多諧振蕩器等器件中作為非線性器件;利用非晶硅膜可以制成各種光敏、位敏、力敏、熱敏等傳感器;利用非晶硅膜制做靜電復印感光膜，不僅復印速率會大大提高，而且圖象清晰，使用壽命長;等等。