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原生硅料的讲解 工艺技术中心 张小东 本次培训准备从以下几个方面来讲述 原生硅料的物理特性 硅料的电学特性 硅料的种类、以及清洗对硅锭的影响 氮化硅和坩埚对硅料铸锭的影响 硅料的铸锭对下游硅片的影响 母合金的性质以及参杂原则 硅料中的杂质对硅片的电学性能的影响 硅片的电学性能的要求以及影响硅片电学性能的因素 原生硅料的物理特性 纯净的硅为灰色并有金属光泽的晶体，在固体时密度为2.33g/cm3，在液体时的密度为2.55g/cm3，熔点为1414℃，沸点在2350 ℃上下。原生硅料的生产流程大致为石英砂在高温电弧炉内进过电弧放电时和碳元素发生还原反应生成粗硅，然后粗硅再经过化学方法进行提纯得到比较纯净的硅料，现在我们铸锭用的硅料的纯度在6N左右，半导体工业用的硅料的纯度要求更高，在10N-12N之间。所以做太阳能电池片的硅料要求不那么严，在6N左右就可以满足太阳能铸锭的要求了。硅料是一种脆性无机非金属材料，在1200 ℃时才会产生延展性能。虽然硅的熔点在1414℃，我们铸锭时炉内温度必须在1500 ℃以上时才能将坩埚内的硅料全部融化完全。硅的空间结构如右图： 硅材料的电学特性 1、电阻率特性 电阻率在杂质、光电磁等因素的影响下，可以产生较大范围的波动，半导体材料的电阻率一般在10E-510E8，原生硅料的电阻率是非常大的，可以说几乎不导电，然而在加入杂质时电阻率大大下将，我们太阳能硅片的电阻率一般要求在0.5—3之间。为什么电阻率要处于0.5—3之间呢？这是因为还有另外一个非常重要的电学性能—少数载流子的浓度和寿命在约束。 2、导电特性 硅中存在两种导电的载流子，一种是电子，为带负电的载流子；另一种为空穴，为带正电的载流子。在普通金属中只有电子来导电，而在硅材料中却存在两种载流子在导电。在塑料橡胶等物质中是没有导电类介质的，所以是绝缘体。纯的硅在没有参杂以前，材料中的电子和空