硅片厚度也是影響生產(chǎn)力的一個(gè)因素,因?yàn)樗P(guān)系到每個(gè)硅塊所生產(chǎn)出的硅片數(shù)量。超薄的硅片給線鋸技術(shù)提出了額外的挑戰(zhàn),因?yàn)槠渖a(chǎn)過(guò)程要困難得多。除了硅片的機(jī)械脆性以外,如果線鋸工藝沒(méi)有精密控制,細(xì)微的裂紋和彎曲都會(huì)對(duì)產(chǎn)品良率產(chǎn)生負(fù)面影響。超薄硅片線鋸系統(tǒng)必須可以對(duì)工藝線性、切割線速度和壓力、以及切割冷卻液進(jìn)行精密控制。
芯片又是現(xiàn)代化的微型“知識(shí)庫(kù)”,它具有神話般的存儲(chǔ)能力,在針尖大小的硅片上可以裝入一部24卷本的《大英百科全書(shū)》。如今世界上的圖書(shū)、雜志已多達(dá)3000多萬(wàn)種,而且每年都要增加50多萬(wàn)種,可謂浩如煙海。德國(guó)未來(lái)學(xué)家拜因豪爾指出:“今天的科學(xué)家,即使整日整夜地工作,也只能閱讀本專(zhuān)業(yè)全部出版物的5%。”出路何在呢?的辦法就是由各個(gè)圖書(shū)情報(bào)資料中心負(fù)責(zé)把各種情報(bào)存入硅片存儲(chǔ)器,并用通信線路將其連接成網(wǎng)。這樣,科技人員要查找某種資料和數(shù)據(jù)時(shí),只要坐在辦公室里操作計(jì)算機(jī)鍵盤(pán),立即就會(huì)在計(jì)算機(jī)的熒光屏上顯示出所要查詢的內(nèi)容。
在米粒大的硅片上,已能集成16萬(wàn)個(gè)晶體管,這是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的又一個(gè)里程碑。 地殼中含量達(dá)25.8%的硅元素,為單晶硅的生產(chǎn)提供了取之不盡的源泉。由于硅元素是地殼中儲(chǔ)量豐富的元素之一,對(duì)太陽(yáng)能電池這樣注定要進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)(mass market)的產(chǎn)品而言,儲(chǔ)量的優(yōu)勢(shì)也是硅成為光伏主要材料的原因之一。
硅單晶制備,需要實(shí)現(xiàn)從多晶到單晶的轉(zhuǎn)變,即原子由液相的隨機(jī)排列直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜿嚵?,由不?duì)稱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)稱結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)變不是整體效應(yīng),而是通過(guò)固液界面的移動(dòng)逐漸完成的,為實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化過(guò)程,多晶硅就要經(jīng)過(guò)固態(tài)硅到熔融態(tài)硅,再到固態(tài)晶體硅的轉(zhuǎn)變,這就是從熔融硅中生長(zhǎng)單晶硅所要遵循的途徑。目前應(yīng)用廣泛的有兩種,坩堝直拉法和無(wú)坩堝懸浮區(qū)熔法,這兩種方法得到的單晶硅分別稱為CZ硅和FZ硅。