硅材料生产技术

硅材料生产技术

1、硅元素原子序数14，三种同位素分别是Si28、Si29、Si30，分别占92.23%、4.67%、3.40，

硅的原子量为28.025，价电子排布 3s23p2 。

2、硅晶体是原子晶体，是深灰色而带有金属光泽的晶体，它的熔点为1420℃，沸点为2355℃，

莫氏硬度为6.5.。硅晶体为脆性，密度为2.329g/cm3，比热为0.7J/（g·K）。

3、硅的分类及其应用有哪些？

答：<1>.按杂质含量：粗硅（95%-99%）和高纯硅（一般要求纯度达到小数点后面6个“9至8个“9”），一般用作半导体和太阳电池；

<2>.根据高纯硅掺入杂质不同：P型硅半导体（掺3价原子）和N型硅半导体（掺价

原子）；

<3>.高纯硅根据晶型不同:单晶硅、多晶硅和无定型硅；<各自的定义>

<4>.用途不同：太阳能级硅，SG，硅含量99.9999%（6个9），用于太阳电池芯片的

生产制造；电子级硅，EG，硅含量99.999999999%（11个9），用于半导体芯片

制造

4、二氧化硅是制造冶金硅的主要原料之一，它的同质多晶变体很多，期中最常见、

在地球上分布最广的是低温石英，一般直接称为石英。

5、四氯化硅是无色而有刺鼻气味的液体，易水解，因而在潮湿空气中与水蒸气发生

水解作用会产生烟雾：

SiCl4 + 3H2O = H2SiO3 + 4HCl

6、三氯氢硅（硅氯仿）是无色透明液体，熔点-128℃，沸点31.5℃：

Si + 3HCl = SiHCl3 +H2

7、甲硅烷是无色、无臭的气体：Si H4（g）—→Si + 2H2（g）

8、几种典型的晶胞结构：简单立方、体心立方、面心立方、密排六方

9、共价键的两个重要性质：饱和性和方向性

10、区熔生长属于固相生长，直拉生长属于液相生长

11、相平衡条件：单元系相平衡条件和多元复相系平衡条件

12、过饱和：溶液中溶质的含量已大于饱和度，依然没有晶体析出的现象

13、过冷度：结晶温度T与两相平衡温度Tm的差

14、成核分为原生成核（一次成核）辅助成核（二次成核），原生成核又包括均匀成

核和非均匀成核;

均匀成核：新相在母相的整个体积内均匀地成核

非均匀成核：新相择优在母相的不均匀处形成

15、临界晶核：新相胚芽可以与母相达到平衡，从而可以稳定存在的晶核

16、要是一个新相达到平衡，必须同时满足三个条件：①母相压强等于外压强，②新

相压强大于外压强，③三个相得化学势相等

17、通过温度场改变驱动力场，借以控制生长系统中的成核率，这是晶体生长工艺中

经常应用的方法。（干锅、杂质、挥发物）

18、最典型的晶体界面结构模型：①完整突变光滑面生长模型

②非完整突变光滑面生长模型

实际晶体表面存在着大量的空位、杂质原子、位错等

19、化学法提纯高纯多晶硅的生产方法大多数为三个步骤：①中间化合物的合成，②

中间化合物的分离提纯，中间产物被还原或者是被分解成高纯硅

20、吸附剂需满足的要求：①具有较大的内表面，②选择性高，吸附剂对不同的吸附

质具有不用的吸附能力，其差异越显著，分离效果越好，③具有一定

的机械强度，抗磨损，④有良好的物理及化学性能，耐热冲击，耐腐

蚀，⑤容易再生，⑥易得，廉价

21、吸附的操作可分为：①间歇操作，②半连续操作，③连续操作

22、冶金级硅一般用于三个方面：

①杂质较高，生产合金，这部分消耗了硅总量55%以上

②杂质较低，一般用来生产冶金硅，占40%

③进一步提纯后的，一般用来生产光纤、多晶硅、单晶硅等通讯、半导体器件

和太阳能电池，占5%

23、铸造多晶硅方法：①布里曼法（加热体不动，坩埚动）

②热交换法（加热体动，坩埚不动）<坩埚和热源在熔化及凝

固整个过程中均无相对位移

24、