金属硅的性质

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　　“金属硅”(我国又称工业硅)是上世纪60年代中期出现的一个商号。它的出现与半导体产业的兴起有关。国际上通行的做法是将商用硅分为金属硅和半导体硅。金属硅是由石英和焦炭在电炉中冶炼加工而成的产品，主要经济成分硅元素进行含量比例约为98%(含99.99%硅的含量也包括在金属硅中)，其余部分杂质有铁、铝、钙等。用于制造半导体器件的高纯度金属硅。它以多晶、单晶的形式出售，前者便宜，后者贵。因其用途进行不同而分为通过多种规格。据统计，1985年世界金属硅消费量约为50万吨，其中60%用于铝合金，不到30%用于有机硅，约3%用于半导体，其余用于钢铁冶炼和陶瓷。

　　金属硅的基本物理化学性质硅的电性能半导体材料的电学性能有两个突出的特点。一是可以导电率介于金属导体与绝缘体材料之间其次，电导率和电导率模型对杂质和外部因素(光、热、磁等)高度敏感。无缺陷进行半导体的导电性也是很差，被称为本征半导体。当添加极少量的电活性杂质时，导电性显著增加，例如，在硅中加入十亿分之一的硼,电阻率就会下降到千分之一。当硅掺杂供体杂质(V族元素:磷、砷、锑等)时，硅主要导电，成为n型硅。当硅掺杂有主要杂质时，空穴传导是形成P型硅的主要方式。硅中的p型和n型界面形成PN结，这是半导体器件的基本结构和工作基础。

　　金属硅：硅和锗作为一种单质半导体，不存在这些化合物具有半导体企业那样的化学工程计量比问题和多组分进行纯化的复杂性，因此很容易可以获得高纯度、高完整性的SI和GE单晶。硅的间隙宽度大于锗的间隙宽度，因此硅器件的结泄漏电流小于锗器件的结泄漏电流，工作温度较高(250°C)(锗器件只能工作在150°C以下)。此外，地球上硅含量可以丰富，比锗(4×10-4%)多得多。因此，硅的原材料供应是取之不尽的。自20世纪60年代以来，人们对硅进行了大量的研究和开发。

　　金属硅：在电子工业中，硅逐渐取代锗，占据主要地位。自1958年半导体集成电路发明以来，对硅的需求逐年增加，质量也随之增加。如今，半导体硅已成为世界上发展生产企业规模达到较大、单晶直径较大、生产技术工艺完善的半导体材料。它是固体电子和相关信息技术的重要基础。如果目前正在进行的量子效应、硅基复合材料等硅能带工程研究取得成功，再加上硅集成技术非常成熟和价格低廉的优势，硅将成为一种重要的光电材料，实现光电器件的集成。