Teksturering
Fløjlsproduktionssektionen (bestående af 6 linjer) omfatter moduler som forrensning, vask med rent vand før fløjlproduktion, fløjlproduktion * 3, vask med rent vand efter fløjlsproduktion, efterrensning, vask med rent vand efter efterrensning, syrevask, ren vandvask efter syrevask, langsom træk og præ-dehydrering og tørring * 5. Fløjlsproduktionsmetoden i dette projekt vedtager automatisk fløjlproduktion og hele operationsprocessen udføres automatisk. De forrensede siliciumwafers sendes til fødeområdet på fløjlsmaskinen med en transportørarm. Siliciumvaflerne passerer gennem forskellige korrosions- og rensetanke i den automatiske lukkede fløjlsmaskine gennem ruller. Udstyret styrer automatisk påfyldningen af syre, alkali og rent vand i hvert modul. Syren og basen i tankene pumpes ind gennem rørledninger, og spildevandet i tankene udledes jævnligt (med en enkelt tankvolumen på 720L, udskiftes hver 48. time).
1) Forrengøring
Formål før rengøring: For at fjerne urenheder (organiske urenheder og metalurenheder osv.), der klæber til overfladen af siliciumwafers, anvendes NaOH-opløsning og H2O2-opløsning.
Nedsænk de fyldte siliciumwafere i en forrengøringstank i rækkefølge, tilsæt rent vand til tanken, og tilsæt en passende mængde NaOH-opløsning eller rengøringsopløsning i henhold til forholdet (den blandede NaOH-koncentration forventes at være 0. 6%, H2O2-koncentration forventes at være 1,5%, automatisk tilføjet) til højtemperatur rengøring (60 grader). Forrengøring bruger ultralydsrensning. Udfør rent vand rengøring efter forrengøring. Renvandsrensning er al overløbsrensning, som udføres ved stuetemperatur.
De kemiske reaktioner, der opstår under forrengøringsprocessen, er som følger:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) Alkali fløjl
Formål: At udføre anisotropisk ætsning af siliciumoverflade med alkalisk opløsning, der danner en 5um størrelse pyramide på overfladen. Pyramideoverfladen har fremragende lysfangende og antireflekterende effekter (10%). Alkali-fløjl bruger NaOH-opløsning og fløjlsadditiver.
Tilsætning af en passende mængde NaOH-opløsning og fløjlsadditiv (NaOH-opløsningskoncentration på ca. {{0}},6 %, fløjladditivkoncentration på ca. 0,4 %) til tanken med alkalisk fløjl kan reducere overfladespændingen af siliciumwafers , forbedre befugtningseffekten mellem siliciumskiver og NaOH-væske, fremme frigivelsen af brintbobler, forbedre anisotropien af korrosion, gøre pyramiden mere ensartet og konsekvent og forbedre produktionseffekten af fløjl. Den kemiske reaktionsproces for dannelsen af ruskind er som følger:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
Arbejdstemperaturen for alkali-fløjlstanken er 82 grader, og alkali-fløjlstiden styres til 420s.
3) Efter rengøring
Efter behandling med alkalisk fløjl kommer siliciumwaferen ind i rensetanken for at fjerne resterende organisk materiale og sikre renheden af siliciumwaferoverfladen, hvorved batterikonverteringseffektiviteten til en vis grad forbedres. Nedsænk de fyldte siliciumwafere til rengøring, tilsæt rent vand til tanken, og tilsæt en passende mængde NaOH-opløsning eller rengøringsopløsning (NaOH-koncentrationen forventes at være 0,6 %, H2O2-koncentrationen forventes at være 1,5 % ) i henhold til forholdet for højtemperatur rengøring (60 grader). Rengør med rent vand efter efterrengøring. Renvandsrensning er al overløbsrensning, der udføres ved stuetemperatur.
4) Syrevask
Efter efterrengøring skal en fortyndet syreopløsning (3,15 % HCl og 7,1 % HF) anvendes til rengøring med høj renhed. HCl's funktion er at neutralisere resterende NaOH, mens HF's funktion er at fjerne oxidlaget på overfladen af siliciumwaferen, hvilket gør det mere hydrofobt og danner siliciumkomplekset H2SiF6. Gennem kompleksdannelsen med metalioner løsnes metalionerne fra overfladen af siliciumwaferen, hvilket reducerer metalionindholdet og forbereder diffusionsbinding. Rengør med rent vand efter syrevask.
De kemiske reaktioner, der opstår under bejdseprocessen, er som følger:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Bejdsetankens arbejdstemperatur er ved stuetemperatur, og bejdsetiden styres til 120 sekunder.
5) Langsom træk før dehydrering
Formål: Forudtørring af overfladen på krystallinske siliciumwafers bruges normalt som det sidste trin i renseprocessen med rent vand.
Overfør krystalsiliciumwaferen renset med rent vand til en langsom trækrille. Siliciumwaferen synker først ned i det rene vand og er helt nedsænket. Derefter trækkes den langsomt opad af en robotarm og en kurv, og overfladespændingen kan trække vandfilmen på siliciumwaferen ned.
Den langsomme trækrille består af en renserille og en langsom trækmekanisme og er halvlukket. Der er en takket overløbsport i rensetanken, og rent vand skyller kontinuerligt spildevandet i rensetanken væk under drift, holder rensetankens vandkvalitet ren og opnår renseeffekten; Når vandet holdes rent, vil der ikke være vanddråber på arbejdsfladen under langsom træk, og der vil ikke være noget vandmærke under tørring.
6) Tørring
Overfør den krystallinske siliciumwafer til tørretanken og blæs varm luft ved 90 grader op og ned af waferen til tørring ved hjælp af elektrisk opvarmning.
Forrensnings- og alkalisk fløjlfremstillingsprocesserne nævnt ovenfor vil producere alkalisk spildevand med høj koncentration indeholdende natriumhydroxid (W1, W3, W5) og almindeligt alkalisk rensespildevand (W2, W4, W6). Syrevaskeprocessen vil producere surt spildevand med høj koncentration indeholdende saltsyre og flussyre (W7) og generelt surt rensespildevand (W8, W9). Ovenstående operation udføres i en lukket fløjlfremstillingsmaskine. Syrevaskeprocessen vil fordampe og producere sur spildgas (G1) indeholdende HF og HCl, som vil blive opsamlet gennem rørledninger og sendt til det sure spildgasvasketårn til behandling.
Bor diffusion
Formålet med diffusionsprocessen er at danne en PN-forbindelse på siliciumwaferen for at opnå omdannelsen af lysenergi til elektrisk energi. PN-junction-fremstillingsudstyret er en diffusionsovn, og projektet bruger gasformigt bortrichlorid til at diffundere siliciumwafers i diffusionsovnen. Boratomer diffunderer ind i siliciumwaferen og danner et lag af borosilicatglas på overfladen af siliciumwaferen. Hovedreaktionsligningen er:
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si→3SiO2+4B
Diffusionsovnen er et lukket undertryksudstyr udstyret med ind- og udløb, ved hjælp af elektrisk opvarmning, og udstyret leveres med en oliefri tør mekanisk vakuumpumpe. Den specifikke proces er som følger: Først indføres en stor strøm af N2 for at drive luften væk i diffusionsovnens kvartsrør, og diffusionsovnen varmes op. Efter at ovntemperaturen når 1050 grader og forbliver konstant, placeres chippen i en kvartsbåd og sendes til ovnmundingen til forvarmning i 20 minutter, hvorefter den skubbes ind i den konstante temperaturzone. Ilt indføres først, og derefter indføres bortrichlorid til diffusion. Den samlede procestid er 180 minutter. Under reaktionen var både Si og O2 for store, og BCl3 reagerede fuldstændigt, hvilket resulterede i produktion af C12. Når reaktionen er afsluttet, skal du bruge N2 til at rydde udstyret og automatisk udtømme materialet.
Analyse af forureningsproduktionsprocessen: Hovedforureningsprocessen i denne proces er diffusionsprocessen, hvor BCl3 indføres og reagerer for at producere klorgas (G2) blandet med resterende oxygen, nitrogen osv., som opsamles af et dedikeret rør og sendes til det sure røggasskuretårn til behandling. Efter at være blevet opsamlet gennem rørledninger sendes det til rensetårnet for syreaffaldsgas til behandling.
SE laser re-doping
Laser-dopingteknologi involverer kraftig doping ved kontaktområdet mellem metal-gate-linjen (elektrode) og siliciumwaferen, mens let doping (lavkoncentrationsdoping) opretholdes uden for elektroden. Fordiffusion udføres på overfladen af siliciumwafers gennem termisk diffusion for at danne lysdoping; Samtidig fungerer overflade-BSG (borosilikatglas) som en lokal laser-re-dopingkilde, og gennem laserens lokale termiske effekt diffunderer atomerne i BSG hurtigt ind i siliciumwaferens indre og danner en lokal re-doping. område.
SE-laserprocessen genererer støvet udstødningsgas (G3), som behandles af udstyrets indbyggede støvopsamler og udledes gennem værkstedets øverste udstødningssystem (i en højde på ca. 15 meter).
Efter oxidation
Oxidlaget på bor-diffusionsoverfladen (indfaldende overflade) af siliciumwaferoverfladen behandlet med laser SE ødelægges af laserplettens energi. Under alkalisk polering og ætsning kræves et lag oxid som maskelag for at beskytte fosfordiffusionsoverfladen (indfaldende overflade) af siliciumwaferen. Derfor er det nødvendigt at udføre reparation af oxidlag på overfladen scannet med laser SE.
Dette projekt bruger metoden til termisk oxidation til at fremstille SiO2-oxidlag. Hele oxidationsprocessen udføres i en oxidationsovn, som er et lukket atmosfærisk trykudstyr og opvarmet med elektricitet. For det første læsses siliciumwaferen på kvartsbåden ved hjælp af en automatisk waferloademaskine. Derefter placerer den automatiske robotarm kvartsbåden på siliciumcarbid-udkragningsslammet i oxidationsovnen. Siliciumcarbidopslæmningen sender kvartsbåden fyldt med siliciumwafers ind i højtemperaturkvartsovnsrøret. Efter at kvartsbåden er kommet ind i ovnrøret, skal du lukke ovndøren, starte oxidationsprogrammet, og oxidationsovnen vil køre automatisk. De vigtigste kemiske reaktioner, der opstår under den termiske oxidationsproces, er:
Si+O2=SiO2
O2 reagerer med overfladen af siliciumskiver ved høje temperaturer for at generere SiO2, og en vis mængde nitrogengas indføres for at opretholde et konstant ovnrørstryk. Oprethold høj temperatur oxygenflow i en periode for at danne en vis tykkelse af SiO2 tyndt lag på overfladen af siliciumwaferen. Procesparametrene er: oxidationstemperatur på 750 grader, nitrogenflowhastighed på 12L/min, oxygenflowhastighed på 5L/min og 25 minutters oxidationstid. Denne proces genererer oxidationsaffaldsgas (varm luft) indeholdende oxygen og nitrogen, som udledes gennem udstødningsporten på oxidationsovnen og derefter udledes gennem værkstedets varme udstødningssystem.