單晶硅片出片量高
單多晶硅片回收后切片環(huán)節(jié)本錢相差比例很大,但是放在整個一張硅片的本錢中看,切片本錢所占比例并不大,更多的本錢來自于硅本錢!
單多晶硅片回收后消費進程中的差異就在于長晶環(huán)節(jié)。單晶硅片爲了讓晶格序列分歧,長晶環(huán)節(jié)本錢更高,即便是本錢搶先廠家隆基股份當前1kg準方錠終的本錢都會高達70元而中環(huán)、晶科等大型消費企業(yè)1kg準方錠消費本錢約爲80元/kg,而多晶運用相對集約的熱融鑄錠方式消費,保利協(xié)鑫1kg多晶小方錠消費本錢約爲28元。金剛線切割運用于單晶與多晶都會帶來出片量的提升進而攤低單張硅片的長晶本錢,但是由于單晶長晶環(huán)節(jié)本錢更高,出片量提升可以攤銷更多本錢。
經(jīng)過上表數(shù)據(jù)可知:金剛切出片量的提升使得單晶硅片長晶環(huán)節(jié)攤銷本錢降低0.33元,而關于多晶硅片攤銷本錢只降低了0.11元。單多晶硅片回收后出片量的提升關于單晶硅片的降本更爲分明。
單晶硅的提煉:純度不高的單質(zhì)硅可用金屬鎂或鋁還原二氧化硅制得,但這是無定形硅。晶形硅則要在電弧爐內(nèi)用碳還原二氧化硅制得,它可用來生產(chǎn)硅鋼片。用作半導體的超純硅的制法則是先用純度不高的硅與氯化氫和氯氣的混合物作用,制取三氯氫硅,并用精餾法提純。然后在還原爐內(nèi)用純氫將三氯氫硅還原,硅就沉積在用超純硅制成的細芯上,這樣制得的超純硅稱為多晶硅,把它放在單晶爐內(nèi),就可拉制成單晶硅,可用作半導體材料,它的來源豐富,價格便宜,大部分半導體材料都用硅
單晶硅圓片按其直徑分為6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直徑越大的圓片,所能刻制的集成電路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片對材料和技術的要求也越高。單晶硅按晶體伸長方法的不同,分為直拉法(CZ)、區(qū)熔法(FZ)和外延法。直拉法、區(qū)熔法伸長單晶硅棒材,外延法伸長單晶硅薄膜。直拉法伸長的單晶硅主要用于半導體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。晶體直徑可控制在Φ3~8英寸。區(qū)熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領域,廣泛用于大功率輸變電、電力機車、整流、變頻、機電一體化、節(jié)能燈、電視機等系列產(chǎn)品。晶體直徑可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成電路領域。
由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)單晶硅材料應用廣。在IC工業(yè)中所用的材料主要是CZ拋光片和外延片。存儲器電路通常使用CZ拋光片,因成本較低。邏輯電路一般使用價格較高的外延片,因其在IC制造中有更好的適用性并具有消除Latch-up的能力。
硅片直徑越大,技術要求越高,越有市場前景,價值也就越高。
單晶硅和多晶硅的區(qū)別是,當熔融的單質(zhì)硅凝固時,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,則形成單晶硅回收。如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則形成多晶硅回收。多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如在力學性質(zhì)、電學性質(zhì)等方面,多晶硅均不如單晶硅。多晶硅可作為拉制單晶硅的原料。單晶硅可算得上是世界上純凈的物質(zhì)了,一般的半導體器件要求硅的純度六個9以上。大規(guī)模集成電路的要求更高,硅的純度必須達到九個9。目前,人們已經(jīng)能制造出純度為十二個9 的單晶硅。單晶硅是電子計算機、自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學技術中不可缺少的基本材料。 高純度硅在石英中提取,以單晶硅為例,提煉要經(jīng)過以下過程:石英砂一冶金級硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。 冶金級硅的提煉并不難。它的制備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。這樣被還原出來的硅的純度約98-99%,但半導體工業(yè)用硅還必須進行高度提純(電子級多晶硅純度要求11個9,太陽能電池級只要求6個9)。而在提純過程中,有一項“三氯氫硅還原法(西門子法)”的關鍵技術我國還沒有掌握,由于沒有這項技術,我國在提煉過程中70%以上的多晶硅都通過氯氣排放了,不僅提煉成本高,而且環(huán)境污染非常嚴重。