半导体材料厂设计(engineeringdesignofsemiconductingmaterialsplant)

采用化学及物理冶金方法，生产导电性能略低于金属的材料的工厂设计。半导体材料的电阻率介于金属导体(10^-5～10^-6 Ω•cm)和绝缘体(10¹⁶～10¹⁵Ω•cm)之间，按其结构不同分为元素半导体(硅、锗半导体)和化合物半导体(以砷化镓、磷化镓、磷化铟等Ⅲ一V族化合物半导体为主)，前者产量占半导体材料总产量的大部分。

半导体材料厂设计范围主要包括工业硅厂设计、硅材料厂设计和锗厂设计。工业硅为制取半导体硅材料的主要原料。

简史   工业硅厂的建设始于苏联(1938年)和法国(1940年)，二氧化锗的工业生产始于德国(1930年)，20世纪40年代末和50年代初，美国开始锗和硅半导体材料的工业化生产。70年代以后，锗在半导体材料方面的应用大部分为硅材料所取代，锗生产的重点已转向红外光学材料和催化剂等方面。半导体锗在锗产品中已不占主要地位。90年代初在美国半导体锗仅占其锗总需求量的7％，新设计的锗厂多非单纯的半导体材料厂。

1970年前后，最重要的半导体化合物砷化镓在美、日等国开始工业生产。

中国工业硅、半导体锗及硅材料厂的设计建设均始于50年代后期，半导体材料厂的建设以硅材料厂为主。

设计主要内容为：产品与设计规模和工艺流程。

产品与设计规模半导体材料厂的主要产品为多晶、单晶及片(硅片、锗片或砷化镓片等)，锗厂产品一般不仅限于半导体材料，其主要产品还有用于光导纤维的二氧化锗、催化剂的四氯化锗和红外光学器件的锗片。

工业硅厂的主要产品为用于硅铝合金的工业硅，其余重要产品还有用于硅钢、有机硅、耐高温材料等方面的各级工业硅产品。半导体材料用工业硅只占其总产量的小部分。

硅材料厂可包括或不包括硅多晶生产部分，硅多晶集中在化工厂附近建厂，可以充分利用化工生产的氯化氢和达到适当的经济规模。硅材料厂设计包括多晶部分时，除应与硅片产量的规模相平衡外，亦可根据市场需要将部分多晶产品作为商品出售。

锗厂及工业硅厂的设计规模，一般均根据其多种产品的市场需要综合确定。

工艺流程  半导体材料生产工艺一般均包括高纯金属(多晶)制取、单晶拉制和片加工三个部分。高纯金属制取包括原料的化学提纯和金属还原过程，化合物半导体一般由两种以上的高纯金属合成，单晶拉制通常采用直拉和区熔两类方法。片加工包括切片、磨片和抛光过程。

技术特点半导体材料为高纯产品，对生产环境的洁净度要求高。工业硅的生产主要采用电炉熔炼，电力供应须充足、可靠，且价格低廉。