硅的單晶體。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，是一種良好的半導材料。純度要求達到99.9999％，甚至達到99.9999999％以上。用于制造半導體器件、太陽能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內拉制而成。

　　中文別名：硅單晶

　　英文名：Monocrystallinesilicon

　　分子式：Si

　　分子量：28.086

　　CAS號：7440-21-3

　　單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發展的前沿。其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發電、供熱等。由于太陽能具有清潔、環保、方便等諸多優勢，近三十年來，太陽能利用技術在研究開發、商業化生產、市場開拓方面都獲得了長足發展，成為世界快速、穩定發展的新興產業之一。

　　非晶硅是一種直接能帶半導體，它的結構內部有許多所謂的“懸鍵”，也就是沒有和周圍的硅原子成鍵的電子，這些電子在電場作用下就可以產生電流，并不需要聲子的幫助，因而非晶硅可以做得很薄，還有制作成本低的優點．

　　硅是地球上儲藏最豐富的材料之一，從19世紀科學家們發現了晶體硅的半導體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維。直到上世紀60年代開始，硅材料就取代了原有鍺材料。硅材料――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一種半導體材料，目前的集成電路半導體器件大多數是用硅材料制造的。

　　熔融的單質硅在凝固時硅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硅。單晶硅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。超純的單晶硅是本征半導體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導電的程度，而形成p型硅半導體；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型硅半導體。單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。

　　單晶硅主要用于制作半導體元件。

　　用途：是制造半導體硅器件的原料，用于制大功率整流器、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“硅”的身影和作用，晶體硅太陽能電池是近15年來形成產業化最快的。

　　熔融的單質硅在凝固時硅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硅。

　　單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。

　　單晶硅棒是生產單晶硅片的原材料，隨著國內和國際市場對單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場需求也呈快速增長的趨勢。

　　單晶硅圓片按其直徑分為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。單晶硅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、區熔法伸長單晶硅棒材，外延法伸長單晶硅薄膜。直拉法伸長的單晶硅主要用于半導體集成電路、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。區熔法單晶主要用于高壓大功率可控整流器件領域，廣泛用于大功率輸變電、電力機車、整流、變頻、機電一體化、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。外延片主要用于集成電路領域。

　　由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）單晶硅材料應用最廣。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。邏輯電路一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并具有消除Latch－up的能力。

　　硅片直徑越大，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硅材料生產國。中國硅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英寸硅錠和小直徑硅片。中國消耗的大部分集成電路及其硅片仍然依賴進口。但我國科技人員正迎頭趕上，于1998年成功地制造出了12英寸單晶硅，標志著我國單晶硅生產進入了新的發展時期。目前，全世界單晶硅的產能為1萬噸/年，年消耗量約為6000噸～7000噸。

　　2007年，中國市場上有各類硅單晶生長設備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。這標志著擁有自主知識產權的大尺寸集成電路與太陽能用硅單晶生長設備，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于人的局面。

　　硅材料市場前景廣闊，中國硅單晶的產量、銷售收入近幾年遞增較快，以中小尺寸為主的硅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。