中國粉體網訊  硅，我們都知道。但是芯片制程中的硅，有的用的是單晶硅，有的用的是多晶硅。多晶硅與單晶硅的性能差別很大，那么他們各有哪些優良性質？有哪些應用？又是怎樣制造出來的呢？

什么是晶體？

晶體是一種固體，其中的原子、離子或分子按照一定的周期性，在空間排列形成具有一定規則的幾何外形。

常見的晶體材料包括：

金屬晶體：如鐵、銅、金、銀等。

離子晶體：NaCl,CuSO₄等

介質晶體：氧化硅，氮化硅等可以是晶體，也可以是非晶體

半導體晶體：如硅、鍺等。

什么是單晶硅與多晶硅？

單晶（single crystal），指物質內部的原子或離子或分子的排列是整齊劃一的，從一端到另一端都保持相同的取向，整個晶體只有一個晶向，不含晶界。

多晶（polycrystal），指的是某物質由許多小的晶粒（單晶）組成，每個晶粒都有自己獨特的晶體取向。這些晶粒在宏觀尺度上是隨機取向的，但是每一個晶粒內部的取向是一致的。

因此單晶硅里只有一個晶向，一般是<100>,<110>,<111>這三種晶向。不同的晶向對于半導體制造過程中的刻蝕、氧化和離子注入等工藝有著不同的影響，所以選擇適當的晶向對于優化芯片性能是至關重要的。

而多晶硅（poly-Si）就是多個單晶組成的硅材料。這些晶粒彼此之間有明顯的晶界，所以在晶界處存在著方向的不連續性。

單晶硅與多晶硅的性質對比

電學性能：多晶硅與單晶硅相比，其電學性能略有劣勢，主要是因為多晶硅晶界處會形成載流子的散射中心。而單晶硅由于無晶界和結構的連續性，具有更高的電子遷移率。

外觀：單晶硅在拋光后像一面鏡子，這是因為當光照射在單晶硅上時，它會以相同的方式和方向反射。而當光照射在多晶硅上時，由于每個晶粒對于光的反射會有所不同，導致其外觀呈現出顆粒狀。

單/多晶硅在芯片中的應用？

單晶硅

1，單晶硅片，作襯底

2，某些芯片產品需要單晶硅薄層

多晶硅

1，在MOSFET中，多晶硅常用作柵極材料。與氧化硅絕緣層相結合，多晶硅是晶體管控制電流流動的關鍵部件。

2，可以用在太陽能電池，液晶顯示器中。

3，作為犧牲層。在MEMS制造過程中，犧牲層用于創建一個暫時的結構，稍后會將其去除，釋放形成永久結構。

單晶硅與多晶硅如何制作？

如果做基板來用，單晶硅一般采用CZ法或FZ法，而多晶硅則采用Block Casting，FBR，Siemens法。

如果是在芯片中成膜，則單晶硅需要用CVD外延，分子束外延等。而多晶硅則可以用CVD，PVD等。

（中國粉體網編輯整理/星耀）

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