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单晶硅的制备工艺不同，所得到产品的纯度和性能差异很大，因此其下游应用领域也有所区别。单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。电视、电脑、手机、汽车，处处都离不开单晶硅材料，单晶硅作为科技应用普及材料之一，已经渗透到人们生活中的各个角落。
表1：单晶硅及其应用分类
整个单晶硅的产业链比较长，从最上游的多晶硅原料和设备等，到中游的单晶硅硅片，延伸至下游的电力电子器件、高效率太阳能光伏电池、射频器件和微电子机械系统、各种探测器和传感器等，最后到计算机、汽车、光伏等各大行业。日本信越化工和SUMCO公司在单晶硅片领域占据了市场重要地位。
图1：单晶硅产业链全景
半导体元件所使用的单晶硅片系采用多晶硅原料再经由单晶生长技术所生产出来的。晶硅是单质硅的一种形态， 熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格的形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来形成的晶体就叫多晶硅。多晶硅所使用的原材料来自硅砂（二氧化硅），以盐酸（或氯气、氢气）和冶金级工业硅为原料，将粗硅（工业硅）粉与盐酸在高温下合成为三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行化学精制提纯，接着对三氯氢硅进行多级精馏，使其纯度达到9个9以上，其中金属杂质总含量应降到0.1ppba以下，最后在还原炉中 在1050℃的硅芯上用超高纯的氢气对三氯氢硅进行还原而长成高纯多晶硅棒，再通过单晶生长技术生产处单晶硅片。
电子级多晶硅（用于制备半导体单晶硅）与太阳能级多晶硅的区别主要就在于对纯度的控制,最明显的就在精馏工序,电子级和太阳能级的塔高和数量相差很大。太阳能能多晶硅纯度为小数点后6个9,电子级多晶硅小数点12个9,整个工艺流程电子级比太阳能级在原料纯度,管道清洗,提纯塔,厂房洁净度等要求都要高。
电子级多晶硅材料的生产与太阳能级多晶硅相比，对产品纯度、杂质控制的要求都非常苛刻，此过程中氯硅烷的分离提纯工艺是关键步骤。三氯氢硅除硼一直是国内电子级多晶硅材料领域的技术瓶颈。
近几年来，随着消费电子的快速发展以及未来汽车产生的大量需求，全球电子级多晶硅料需求量稳步，预计未来几年对于硅片的消费量会保持现在的上升趋势。
单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片的加工流程： 单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片，倒角→研磨，腐蚀--抛光→清洗→包装。通常一条生产线需要如下的设备配置。目前国产设备虽然已经覆盖生产线的各个环节，但在质量和精度方面与进口设备差距较大。因此，目前国内单晶硅厂商都采用进口设备来进行生产。
单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。单晶硅炉型号有两种命名方式，一种为投料量，一种为炉室直径。比如120、150等型号是由投料量决定，85炉则是指主炉筒的直径大小。单晶硅炉的主体构成由主机、加热电源和计算机控制系统三大部分组成。
半导体材料有别于一般电子产业，不仅在纯度与不纯物的规格要求相当高，连从原物料的来源与合成制造的生产过程都必须完全符合半导体制造商的规定，才有机会打入供应体系。
再者，材料供应商与半导体制造商就先进制程技术的开发时，材料业者须亦步亦趋随时配合与反应制程参数调整的结果，国内材料厂虽具有就近协助与供应的优势，但配合度与效率却不如国际大厂。
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