最近一段时间,电子级多晶硅备受关注。我国的半导体芯片产业迎来了很好的机遇,半导体芯片必需的材料电子级多晶硅从这个意义上来说是战略物资一点都不过分。现在国内半导体用的电子级多晶硅大量依赖进口,一旦国外对中国采取措施,就像最近对待中兴、华为一样,结果可想而知。
近来有信息披露,国内电子级多晶硅取得突破、量产、出口等,本来是令人振奋的消息。可是我看了这些消息总是兴奋不起来,我们国内电子级多晶硅还远远落后与国外,要迎头赶上,路还漫长。
半导体芯片
一、对电子级多晶硅我们需要再认识
关于电子级多晶硅,有说纯度达到99.999999999%(11N)就是电子级多晶硅,也有说达到99.99999%(7N)就是电子级多晶硅,众说纷纭。我认为,怎么说都没有问题。
我这里根据电子级多晶硅的用途来谈电子级多晶硅更实际,更直观。电子级多晶硅根据用途分为:
1,直拉单晶硅用电子级多晶硅:
直拉单晶硅,说的通俗一点就是将多晶硅块、粒放在坩埚里熔化后慢慢拉制成的单晶硅。
主要用于太阳能、晶体管、电路级单晶。
太阳能单晶硅对多晶硅要求纯度最低。
晶体管单晶对多晶原料要求不是那么苛刻,仅次于太阳能,主要应用于二极管、三极管器件的制作。
电路级单晶硅对多晶硅的要求纯度最高。
图1 直拉电子级多晶硅料
图2 直拉单晶硅产品
2,区熔单晶用电子级多晶硅:
区熔单晶硅,是用棒状多晶硅,经过区域熔化再结晶成的单晶硅。在高效率太阳能光伏电池、绿色能源技术、射频器件和微电子机械系统(MEMS)、光电探测器、传感器等方面的应用越来越广泛,区熔单晶硅在短期内不可能被其他材料所替代。
区熔单晶硅对区熔多晶硅原料要求更高。除了对多晶硅纯度指标要求以外,还有晶体组织致密、无明显夹层、无晶体脆裂、表面经机械打磨、端头经过严格机械加工等要求。
图3 区熔电子级多晶硅
图4 区熔单晶硅
二、差距何在?
1、电路级纯度差距较小
表1 我国电子级多晶硅标准
表2 国外电子级多晶硅参数
2,国内并无高端区熔电子级多晶硅标准要求
表3 国外区熔电子级多晶硅参数
图6 国外区熔电子级多晶硅上端尺寸
图7 国外区熔电子级多晶硅下端尺寸
国外区熔电子级多晶硅,直径可以达到200mm左右 ,长度2000mm,表面打磨光洁,端头加工精细。
国内标准还是空白。
而这一档次的多晶硅,主要是用在大功率,高电阻率功率器件,这种半导体器件主要用在大型发电设备,大功率机车牵引等高端设备上。
三,结论
关于电子级多晶硅,我国与国外相比差距就这么大。未来赶超国际先进的路或许还很漫长。