英文名： Monocrystalline silicon
分子式： Si
分子量：28.086
CAS 號：7440-21-3
矽是地球上儲藏最豐富的材料之壹，從19世紀科學家們發現了晶體矽的半導體特性後，它幾乎改變了壹切，甚至人類的思維。
直到上世紀60年代開始，矽材料就取代了原有鍺材料。
矽材料――因其具有耐高溫和抗輻射性能較好，特別適宜制作大功率器件的特性而成為應用最多的壹種半導體材料，目前的集成電路半導體器件大多數是用矽材料制造的。
矽的單晶體。
具有基本完整的點陣結構的晶體。
不同的方向具有不同的性質，是壹種良好的半導材料。
純度要求達到99.9999％，甚至達到99.9999999％以上。
用於制造半導體器件、太陽能電池等。
用高純度的多晶矽在單晶爐內拉制而成。
單晶矽熔融的單質矽在凝固時矽原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶矽。
單晶矽具有準金屬的物理性質，有較弱的導電性，其電導率隨溫度的升高而增加，有顯著的半導電性。
超純的單晶矽是本征半導體。
在超純單晶矽中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導電的程度，而形成p型矽半導體；如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導電程度，形成n型矽半導體。
單晶矽的制法通常是先制得多晶矽或無定形矽，然後用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶矽。
單晶矽主要用於制作半導體元件。
用途： 是制造半導體矽器件的原料，用於制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關器件等
現在，我們的生活中處處可見“矽”的身影和作用，晶體矽太陽能電池是近15年來形成產業化最快的。
熔融的單質矽在凝固時矽原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶矽。
單晶矽的制法通常是先制得多晶矽或無定形矽，然後用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶矽。
單晶矽棒是生產單晶矽片的原材料，隨著國內和國際市場對單晶矽片需求量的快速增加，單晶矽棒的市場需求也呈快速增長的趨勢。
單晶矽圓片按其直徑分為6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。
直徑越大的圓片，所能刻制的集成電路越多，芯片的成本也就越低。
但大尺寸晶片對材料和技術的要求也越高。
單晶矽按晶體伸長方法的不同，分為直拉法（CZ）、區熔法（FZ）和外延法。
直拉法、區熔法伸長單晶矽棒材，外延法伸長單晶矽薄膜。
直拉法伸長的單晶矽主要用於半導體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。
目前晶體直徑可控制在Φ3~8英寸。
區熔法單晶主要用於高壓大功率可控整流器件領域，廣泛用於大功率輸變電、電力機車、整流、變頻、機電壹體化、節能燈、電視機等系列產品。
目前晶體直徑可控制在Φ3~6英寸。
外延片主要用於集成電路領域。
由於成本和性能的原因，直拉法（CZ）單晶矽材料應用最廣。
在IC工業中所用的材料主要是CZ拋光片和外延片。
存儲器電路通常使用CZ拋光片，因成本較低。
邏輯電路壹般使用價格較高的外延片，因其在IC制造中有更好的適用性並具有消除Latch－up的能力。
矽片直徑越大，技術要求越高，越有市場前景，價值也就越高。
日本、美國和德國是主要的矽材料生產國。
中國矽材料工業與日本同時起步，但總體而言，生產技術水平仍然相對較低，而且大部分為2.5、3、4、5英寸矽錠和小直徑矽片。
中國消耗的大部分集成電路及其矽片仍然依賴進口。
但我國科技人員正迎頭趕上，於1998年成功地制造出了12英寸單晶矽，標誌著我國單晶矽生產進入了新的發展時期。
目前，全世界單晶矽的產能為1萬噸/年，年消耗量約為6000噸～7000噸。
未來幾年中，世界單晶矽材料發展將呈現以下發展趨勢：
1，單晶矽產品向300mm過渡，大直徑化趨勢明顯：
隨著半導體材料技術的發展，對矽片的規格和質量也提出更高的要求，適合微細加工的大直徑矽片在市場中的需求比例將日益加大。
目前，矽片主流產品是200mm，逐漸向300mm過渡，研制水平達到400mm～450mm。
據統計，200mm矽片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。
Gartner發布的對矽片需求的5年預測表明，全球300mm矽片將從2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。
日、美、韓等國家都已經在1999年開始逐步擴大300mm矽片產量。
據不完全統計，全球目前已建、在建和計劃建的300mm矽器件生產線約有40余條，主要分布在美國和我國臺灣等，僅我國臺灣就有20多條生產線，其次是日、韓、新及歐洲。
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世界半導體設備及材料協會（SEMI）的調查顯示，2004年和2005年，在所有的矽片生產設備中，投資在300mm生產線上的比例將分別為55%和62%，投資額也分別達到130.3億美元和184.1億美元，發展十分迅猛。
而在1996年時，這壹比重還僅僅是零。
2、矽材料工業發展日趨國際化，集團化，生產高度集中：
研發及建廠成本的日漸增高，加上現有行銷與品牌的優勢，使得矽材料產業形成“大者恒大”的局面，少數集約化的大型集團公司壟斷材料市場。
上世紀90年代末，日本、德國和韓國（主要是日、德兩國）資本控制的8大矽片公司的銷量占世界矽片銷量的90%以上。
根據SEMI提供的2002年世界矽材料生產商的市場份額顯示，Shisu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市場總額的比重達到89%，壟斷地位已經形成。
3、矽基材料成為矽材料工業發展的重要方向：
隨著光電子和通信產業的發展，矽基材料成為矽材料工業發展的重要方向。
矽基材料是在常規矽材料上制作的，是常規矽材料的發展和延續，其器件工藝與矽工藝相容。
主要的矽基材料包括SOI（絕緣體上矽）、GeSi和應力矽。
目前SOI技術已開始在世界上被廣泛使用，SOI材料約占整個半導體材料市場的30%左右，預計到2010年將占到50%左右的市場。
Soitec公司（世界最大的SOI生產商）的2000年～2010年SOI市場預測以及2005年各尺寸SOI矽片比重預測了產業的發展前景。
4、矽片制造技術進壹步升級：半導體,芯片,集成電路,設計,版圖,芯片,制造,工藝目前世界普遍采用先進的切、磨、拋和潔凈封裝工藝，使制片技術取得明顯進展。
在日本，Φ200mm矽片已有50%采用線切割機進行切片，不但能提高矽片質量，而且可使切割損失減少10%。
日本大型半導體廠家已經向300mm矽片轉型，並向0.13μm以下的微細化發展。
另外，最新尖端技術的導入，SOI等高功能晶片的試制開發也進入批量生產階段。
對此，矽片生產廠家也增加了對300mm矽片的設備投資，針對設計規則的進壹步微細化，還開發了高平坦度矽片和無缺陷矽片等，並對設備進行了改進。
矽是地殼中賦存最高的固態元素，其含量為地殼的四分之壹，但在自然界不存在單體矽，多呈氧化物或矽酸鹽狀態。
矽的原子價主要為4價，其次為2價；在常溫下它的化學性質穩定，不溶於單壹的強酸，易溶於堿；在高溫下化學性質活潑，能與許多元素化合。
矽材料資源豐富，又是無毒的單質半導體材料，較易制作大直徑無位錯低微缺陷單晶。
晶體力學性能優越，易於實現產業化，仍將成為半導體的主體材料。
多晶矽材料是以工業矽為原料經壹系列的物理化學反應提純後達到壹定純度的電子材料，是矽產品產業鏈中的壹個極為重要的中間產品，是制造矽拋光片、太陽能電池及高純矽制品的主要原料，是信息產業和新能源產業最基礎的原材料。
[編輯本段]單晶矽市場發展概況
2007年，中國市場上有各類矽單晶生長設備1500余臺，分布在70余家生產企業。
2007年5月24日，國家“863”計劃超大規模集成電路（IC）配套材料重大專項總體組在北京組織專家對西安理工大學和北京有色金屬研究總院承擔的“TDR-150型單晶爐（12英寸MCZ綜合系統）”完成了驗收。
這標誌著擁有自主知識產權的大尺寸集成電路與太陽能用矽單晶生長設備，在我國首次研制成功。
這項產品使中國能夠開發具有自主知識產權的關鍵制造技術與單晶爐生產設備，填補了國內空白，初步改變了在晶體生長設備領域研發制造受制於人的局面。
矽材料市場前景廣闊，中國矽單晶的產量、銷售收入近幾年遞增較快，以中小尺寸為主的矽片生產已成為國際公認的事實，為世界和中國集成電路、半導體分立器件和光伏太陽能電池產業的發展做出了較大的貢獻。