tekstur
Bagian produksi beludru (terdiri dari 6 jalur) meliputi modul seperti pra pembersihan, pencucian air murni sebelum produksi beludru, produksi beludru * 3, pencucian air murni setelah produksi beludru, pasca pembersihan, pencucian air murni setelah pasca pembersihan, pencucian asam, murni pencucian air setelah pencucian asam, penarikan lambat dan pra dehidrasi, dan pengeringan * 5. Metode produksi beludru proyek ini mengadopsi produksi beludru otomatis, dan seluruh proses operasi dilakukan secara otomatis. Wafer silikon yang telah dibersihkan sebelumnya dikirim ke area pengumpanan mesin beludru melalui lengan konveyor. Wafer silikon melewati berbagai tangki korosi dan pembersihan di mesin beludru tertutup otomatis melalui roller. Peralatan secara otomatis mengontrol pengisian asam, alkali, dan air murni di setiap modul. Asam dan alkali dalam tangki dipompa melalui pipa, dan air limbah dalam tangki dibuang secara teratur (dengan volume tangki tunggal 720L, diganti setiap 48 jam).
1) Pra pembersihan
Tujuan pra pembersihan: Untuk menghilangkan kotoran (kotoran organik dan logam, dll.) yang menempel pada permukaan wafer silikon, digunakan larutan NaOH dan larutan H2O2.
Rendam wafer silikon yang dimuat ke dalam tangki pra-pembersihan secara berurutan, tambahkan air murni ke dalam tangki, dan tambahkan larutan NaOH atau larutan pembersih dalam jumlah yang sesuai sesuai dengan perbandingannya (konsentrasi NaOH campuran diharapkan 0. 6%, konsentrasi H2O2 diharapkan menjadi 1,5%, ditambahkan secara otomatis) untuk pembersihan suhu tinggi (60 derajat). Pra pembersihan menggunakan pembersihan ultrasonik. Lakukan pembersihan air murni setelah pra-pembersihan. Pembersihan air murni adalah pembersihan perendaman luapan, yang dilakukan pada suhu kamar.
Reaksi kimia yang terjadi pada proses pra pembersihan adalah sebagai berikut:
Si{0}NaOH H2O{3}Na2SiO{5}H2↑
2) Beludru alkali
Tujuan: Untuk melakukan etsa anisotropik pada permukaan silikon dengan larutan basa, membentuk piramida berukuran 5um di permukaan. Permukaan piramida memiliki efek perangkap cahaya dan anti pantulan yang sangat baik (10%). Beludru alkali menggunakan larutan NaOH dan bahan tambahan beludru.
Menambahkan larutan NaOH dan aditif beludru dalam jumlah yang sesuai (konsentrasi larutan NaOH sekitar {{0}},6%, konsentrasi aditif beludru sekitar 0,4%) ke dalam tangki beludru alkali dapat mengurangi tegangan permukaan wafer silikon , meningkatkan efek pembasahan antara wafer silikon dan cairan NaOH, mendorong pelepasan gelembung hidrogen, meningkatkan anisotropi korosi, membuat piramida lebih seragam dan konsisten, dan meningkatkan efek produksi beludru. Proses reaksi kimia pembentukan suede adalah sebagai berikut:
Si+2NaOH H2O=Na2SiO3+2H2↑
Suhu kerja tangki beludru alkali adalah 82 derajat, dan waktu beludru alkali dikontrol pada 420 detik.
3) Setelah dibersihkan
Setelah perawatan beludru alkali, wafer silikon memasuki tangki pembersih untuk menghilangkan sisa bahan organik dan memastikan kebersihan permukaan wafer silikon, sehingga meningkatkan efisiensi konversi baterai sampai batas tertentu. Rendam wafer silikon yang dimuat untuk pembersihan, tambahkan air murni ke dalam tangki, dan tambahkan larutan NaOH atau larutan pembersih dalam jumlah yang sesuai (konsentrasi NaOH diharapkan 0,6%, konsentrasi H2O2 diharapkan 1,5% ) sesuai dengan rasio pembersihan suhu tinggi (60 derajat ). Bersihkan dengan air murni setelah pasca pembersihan. Pembersihan air murni adalah pembersihan perendaman luapan, yang dilakukan pada suhu kamar.
4) Pencucian asam
Setelah pasca pembersihan, larutan asam encer (HCl 3,15% dan HF 7,1%) harus digunakan untuk pembersihan dengan kemurnian tinggi. Fungsi HCl adalah menetralkan sisa NaOH, sedangkan fungsi HF adalah menghilangkan lapisan oksida pada permukaan wafer silikon sehingga lebih hidrofobik dan membentuk kompleks silikon H2SiF6. Melalui kompleksasi dengan ion logam, ion logam terlepas dari permukaan wafer silikon, mengurangi kandungan ion logam dan bersiap untuk ikatan difusi. Bersihkan dengan air murni setelah pencucian asam.
Reaksi kimia yang terjadi selama proses pengawetan adalah sebagai berikut:
HCl NaOH=NaCl H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Suhu kerja tangki pengawetan adalah pada suhu kamar, dan waktu pengawetan dikontrol pada 120 detik.
5) Tarikan lambat sebelum dehidrasi
Tujuan: Pra dehidrasi permukaan wafer silikon kristal biasanya digunakan sebagai langkah terakhir dalam proses pembersihan air murni.
Pindahkan wafer silikon kristal yang telah dibersihkan dengan air murni ke alur tarik perlahan. Wafer silikon pertama-tama tenggelam ke dalam air murni dan terendam seluruhnya. Kemudian, perlahan-lahan ditarik ke atas oleh lengan robot dan keranjang, dan tegangan permukaan dapat menurunkan lapisan air pada wafer silikon.
Alur tarikan lambat terdiri dari alur pembersihan dan mekanisme tarikan lambat, dan bersifat semi tertutup. Terdapat lubang luapan bergerigi di tangki pembersih, dan air bersih terus menerus membersihkan kotoran di tangki pembersih selama pengoperasian, menjaga kualitas air tangki pembersih tetap bersih dan mencapai efek pembersihan; Jika air tetap bersih, tidak akan ada tetesan air di permukaan kerja saat ditarik perlahan, dan tidak akan ada tanda air selama pengeringan.
6) Pengeringan
Pindahkan wafer silikon kristal ke tangki pengering dan tiupkan udara panas pada suhu 90 derajat ke atas dan ke bawah wafer untuk mengeringkan, menggunakan pemanas listrik.
Proses pra-pembersihan dan pembuatan beludru alkali yang disebutkan di atas akan menghasilkan air limbah alkali konsentrasi tinggi yang mengandung natrium hidroksida (W1, W3, W5) dan air limbah pembersih alkali umum (W2, W4, W6). Proses pencucian asam akan menghasilkan air limbah asam konsentrasi tinggi yang mengandung asam klorida dan asam fluorida (W7) dan air limbah pembersih asam umum (W8, W9). Operasi di atas dilakukan dalam mesin pembuat beludru tertutup. Proses pencucian asam akan menguap dan menghasilkan gas limbah asam (G1) yang mengandung HF dan HCl, yang dikumpulkan melalui pipa dan dikirim ke menara pencuci gas limbah asam untuk diolah.
Difusi boron
Tujuan dari proses difusi adalah untuk membentuk sambungan PN pada wafer silikon untuk mencapai konversi energi cahaya menjadi energi listrik. Peralatan produksi sambungan PN adalah tungku difusi, dan proyek ini menggunakan gas boron triklorida untuk menyebarkan wafer silikon dalam tungku difusi. Atom boron berdifusi ke dalam wafer silikon dan membentuk lapisan kaca borosilikat pada permukaan wafer silikon. Persamaan reaksi utamanya adalah:
4BCl3+3O2⟨2B2O3+6Cl2⟩
2B2O3+3Si⟶3SiO2+4B
Tungku difusi adalah peralatan bertekanan negatif tertutup yang dilengkapi dengan saluran masuk dan keluar, menggunakan pemanas listrik, dan peralatan tersebut dilengkapi dengan pompa vakum mekanis kering bebas minyak. Proses spesifiknya adalah sebagai berikut: pertama, aliran besar N2 dimasukkan untuk mengusir udara dalam tabung kuarsa tungku difusi, dan tungku difusi dipanaskan. Setelah suhu tungku mencapai 1050 derajat dan tetap konstan, chip ditempatkan dalam perahu kuarsa dan dikirim ke mulut tungku untuk pemanasan awal selama 20 menit, kemudian didorong ke zona suhu konstan. Oksigen pertama kali dimasukkan, dan kemudian boron triklorida dimasukkan untuk difusi. Waktu proses keseluruhan adalah 180 menit. Selama reaksi, Si dan O2 berlebihan, dan BCl3 bereaksi sempurna, menghasilkan produksi C12. Setelah reaksi selesai, gunakan N2 untuk membersihkan peralatan dan mengeluarkan material secara otomatis.
Analisis Proses Produksi Pencemaran: Proses pencemaran utama dalam proses ini adalah proses difusi, dimana BCl3 dimasukkan dan bereaksi menghasilkan gas klor (G2) yang dicampur dengan sisa oksigen, nitrogen, dll., yang dikumpulkan melalui pipa khusus dan dikirim ke menara scrubbing gas limbah asam untuk pengolahan. Setelah dikumpulkan melalui pipa, dikirim ke menara scrubbing gas limbah asam untuk diolah.
Doping ulang laser SE
Teknologi doping laser melibatkan doping berat pada area kontak antara garis gerbang logam (elektroda) dan wafer silikon, sedangkan doping ringan (doping konsentrasi rendah) dipertahankan di luar elektroda. Pra difusi dilakukan pada permukaan wafer silikon melalui difusi termal untuk membentuk doping ringan; Pada saat yang sama, permukaan BSG (kaca borosilikat) berfungsi sebagai sumber doping ulang laser lokal, dan melalui efek termal lokal dari laser, atom-atom dalam BSG dengan cepat berdifusi ke bagian dalam wafer silikon, membentuk doping ulang lokal. wilayah.
Proses laser SE menghasilkan gas buang berdebu (G3), yang diolah oleh pengumpul debu bawaan peralatan dan dibuang melalui sistem pembuangan atas bengkel (pada ketinggian sekitar 15 meter).
Pasca oksidasi
Lapisan oksida pada permukaan difusi boron (permukaan insiden) dari permukaan wafer silikon yang diberi perlakuan laser SE dihancurkan oleh energi titik laser. Selama pemolesan dan pengetsaan basa, lapisan oksida diperlukan sebagai lapisan pelindung untuk melindungi permukaan difusi fosfor (permukaan insiden) wafer silikon. Oleh karena itu, perlu dilakukan perbaikan lapisan oksida pada permukaan yang dipindai dengan laser SE.
Proyek ini menggunakan metode oksidasi termal untuk menyiapkan lapisan oksida SiO2. Seluruh proses oksidasi dilakukan dalam tungku oksidasi, yaitu peralatan bertekanan atmosfer tertutup dan dipanaskan dengan listrik. Pertama, wafer silikon dimuat ke perahu kuarsa menggunakan mesin pemuatan wafer otomatis. Kemudian, lengan robot otomatis menempatkan perahu kuarsa pada bubur kantilever silikon karbida dari tungku oksidasi. Bubur silikon karbida mengirimkan perahu kuarsa yang berisi wafer silikon ke dalam tabung tungku kuarsa suhu tinggi. Setelah perahu kuarsa memasuki tabung tungku, tutup pintu tungku, mulai program oksidasi, dan tungku oksidasi akan berjalan secara otomatis. Reaksi kimia utama yang terjadi selama proses oksidasi termal adalah:
Si{1}SiO2
O2 bereaksi dengan permukaan wafer silikon pada suhu tinggi untuk menghasilkan SiO2, dan sejumlah gas nitrogen dimasukkan untuk mempertahankan tekanan tabung tungku yang konstan. Pertahankan aliran oksigen suhu tinggi untuk jangka waktu tertentu untuk membentuk lapisan tipis SiO2 dengan ketebalan tertentu pada permukaan wafer silikon. Parameter prosesnya adalah: suhu oksidasi 750 derajat, laju aliran nitrogen 12L/menit, laju aliran oksigen 5L/menit, dan waktu oksidasi 25 menit. Proses ini menghasilkan gas sisa oksidasi (udara panas) yang mengandung oksigen dan nitrogen, yang dibuang melalui lubang pembuangan tungku oksidasi dan kemudian dibuang melalui sistem pembuangan panas atas bengkel.