化學(xué)成分 

硅是元素半導(dǎo)體。電活性雜質(zhì)磷和硼在合格半導(dǎo)體和多晶硅中應(yīng)分別低于0.4ppb和0.1ppb。拉制單晶時要摻入一定量的電活性雜質(zhì)，以獲得所要求的導(dǎo)電類型和電阻率。重金屬銅、金、鐵等和非金屬碳都是極有害的雜質(zhì)，它們的存在會使PN結(jié)性能變壞。硅中碳含量較高，低于1ppm者可認(rèn)為是低碳單晶。碳含量超過3ppm時其有害作用已較顯著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益也有害。直拉硅單晶氧含量在5～40ppm范圍內(nèi)；區(qū)熔硅單晶氧含量可低于1ppm。

硅的性質(zhì)

硅具有優(yōu)良的半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì)。禁帶寬度適中，為1.21電子伏。載流子遷移率較高，電子遷移率為1350厘米/伏秒，空穴遷移率為480厘米/伏秒。本征電阻率在室溫(300K)下高達(dá)2.3×10歐厘米,摻雜后電阻率可控制在10～10

歐厘米的寬廣范圍內(nèi)，能滿足制造各種器件的需要。硅單晶的非平衡少數(shù)載流子壽命較長,在幾十微秒至1毫秒之間。熱導(dǎo)率較大?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，又易于形成穩(wěn)定的熱氧化膜。在平面型硅器件制造中可以用氧化膜實(shí)現(xiàn)表面鈍化和保護(hù)，還可以形成,制造MOS和集成電路。上述性質(zhì)使PN結(jié)具有良好特性，使硅器件具有耐高壓、反向漏電流小、效率高、使用壽命長、可靠性好、熱傳導(dǎo)好，并能在200[335-50]高溫下運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。

硅單晶的主要技術(shù)參數(shù)

硅單晶主要技術(shù)參數(shù)有導(dǎo)電類型、電阻率與均勻度、非平衡載流子壽命、晶向與晶向偏離度、晶體缺陷等。

導(dǎo)電類型

導(dǎo)電類型由摻入的施主或受主雜質(zhì)決定。P型單晶多摻硼，N型單晶多摻磷,外延片襯底用N型單晶摻銻或砷。

電阻率與均勻度

拉制單晶時摻入一定雜質(zhì)以控制單晶的電阻率。由于雜質(zhì)分布不勻，電阻率也不均勻。電阻率均勻性包括縱向電阻率均勻度、斷面電阻率均勻度和微區(qū)電阻率均勻度。它直接影響器件參數(shù)的一致性和成品率。

非平衡載流子壽命

光照或電注入產(chǎn)生的附加電子和空穴瞬即復(fù)合而消失，它們平均存在的時間稱為非平衡載流子的壽命。非平衡載流子壽命同器件放大倍數(shù)、反向電流和開關(guān)特性等均有關(guān)系。壽命值又間接地反映硅單晶的純度，存在重金屬雜質(zhì)會使壽命值大大降低。

晶向與晶向偏離度  常用的單晶晶向多為(111)和(100)（見圖[硅片導(dǎo)電類型和晶向標(biāo)準(zhǔn)

]）。晶體的軸與晶體方向不吻合時，其偏離的角度稱為晶向偏離度。

晶體缺陷

生產(chǎn)電子器件用的硅單晶除對位錯密度有一定限制外，不允許有小角度晶界、位錯排、星形結(jié)構(gòu)等缺陷存在。位錯密度低于

200/厘米者稱為無位錯單晶，無位錯硅單晶占產(chǎn)量的大多數(shù)。在無位錯硅單晶中還存在雜質(zhì)原子、空位團(tuán)、自間隙原子團(tuán)、氧碳或其他雜質(zhì)的沉淀物等微缺陷。微缺陷集合成圈狀或螺旋狀者稱為旋渦缺陷。熱加工過程中，硅單晶微缺陷間的相互作用及變化直接影響集成電路的成敗。