Tekstūravimas
Aksomo gamybos skyrių (sudarytą iš 6 eilučių) sudaro tokie moduliai kaip išankstinis valymas, plovimas grynu vandeniu prieš aksomo gamybą, aksomo gamyba * 3, plovimas grynu vandeniu po aksomo gamybos, po valymo, plovimas grynu vandeniu po valymo, plovimas rūgštimi, grynas plovimas vandeniu po plovimo rūgštimi, lėtas traukimas ir išankstinis dehidratavimas bei džiovinimas * 5. Šio projekto aksomo gamybos būdas priima automatinį aksomo gamybą, o visas veikimo procesas vykdomas automatiškai. Iš anksto išvalytos silicio plokštelės konvejerio svirtimi siunčiamos į aksomo mašinos padavimo zoną. Silicio plokštelės praeina per įvairias korozijos ir valymo talpas automatinėje uždaroje aksomo mašinoje per volelius. Įranga automatiškai kontroliuoja rūgščių, šarmų ir gryno vandens papildymą kiekviename modulyje. Talpyklose esančios rūgštys ir šarmai įpumpuojami vamzdynais, o nuotekos į rezervuarus išleidžiamos reguliariai (vieno bako tūris 720L, keičiamas kas 48 val.).
1) Išankstinis valymas
Išankstinio valymo tikslas: prie silicio plokštelių paviršiaus prilipusiems nešvarumams (organinėms ir metalinėms priemaišoms ir kt.) pašalinti naudojamas NaOH tirpalas ir H2O2 tirpalas.
Iš eilės panardinkite įdėtas silicio plokšteles į išankstinio valymo baką, į baką įpilkite gryno vandens ir įpilkite atitinkamą kiekį NaOH tirpalo arba valymo tirpalo pagal santykį (tikėtina, kad mišri NaOH koncentracija bus 0). 6%, H2O2 koncentracija turėtų būti 1,5%, automatiškai pridedama) valant aukštoje temperatūroje (60 laipsnių). Išankstiniam valymui naudojamas ultragarsinis valymas. Po išankstinio valymo atlikite valymą grynu vandeniu. Valymas grynu vandeniu – tai visas perpildymo panardinimas, kuris atliekamas kambario temperatūroje.
Cheminės reakcijos, vykstančios išankstinio valymo proceso metu, yra šios:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) Šarminis aksomas
Tikslas: Atlikti anizotropinį silicio paviršiaus ėsdinimą šarminiu tirpalu, suformuojant paviršiuje 5 um dydžio piramidę. Piramidės paviršius turi puikų šviesos sulaikymą ir atspindį (10%). Šarminiam aksomui naudojamas NaOH tirpalas ir aksomo priedai.
Į šarminį aksomo baką įpylus atitinkamą kiekį NaOH tirpalo ir aksomo priedo (NaOH tirpalo koncentracija apie {{0}},6%, aksomo priedo koncentracija apie 0,4%), galima sumažinti silicio plokštelių paviršiaus įtempimą. , pagerina drėkinimo efektą tarp silicio plokštelių ir NaOH skysčio, skatina vandenilio burbuliukų išsiskyrimą, sustiprina korozijos anizotropiją, sukuria piramidę vienodesnis ir nuoseklesnis bei pagerina aksomo gamybos efektą. Zomšos susidarymo cheminės reakcijos procesas yra toks:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
Šarminio aksomo bako darbinė temperatūra yra 82 laipsniai, o šarminio aksomo laikas kontroliuojamas 420 s.
3) Po valymo
Po apdorojimo šarminiu aksomu silicio plokštelė patenka į valymo baką, kad pašalintų organinių medžiagų likučius ir užtikrintų silicio plokštelės paviršiaus švarą, taip tam tikru mastu pagerinant akumuliatoriaus konversijos efektyvumą. Panardinkite įdėtas silicio plokšteles valymui, į baką įpilkite gryno vandens ir įpilkite atitinkamą kiekį NaOH tirpalo arba valymo tirpalo (tikėtina, kad NaOH koncentracija bus 0,6%, H2O2 koncentracija turėtų būti 1,5%). ) pagal santykį valant aukštoje temperatūroje (60 laipsnių). Po valymo nuvalykite švariu vandeniu. Valymas grynu vandeniu – tai visas perpildymo panardinimas, atliekamas kambario temperatūroje.
4) Rūgščių plovimas
Po valymo didelio grynumo valymui reikia naudoti praskiestą rūgšties tirpalą (3,15 % HCl ir 7,1 % HF). HCl funkcija yra neutralizuoti likutinį NaOH, o HF funkcija yra pašalinti oksido sluoksnį nuo silicio plokštelės paviršiaus, todėl jis tampa hidrofobesnis ir susidaro silicio kompleksas H2SiF6. Kompleksuojant su metalo jonais, metalo jonai atsiskiria nuo silicio plokštelės paviršiaus, sumažinant metalo jonų kiekį ir ruošiant difuziniam ryšiui. Po plovimo rūgštimi nuvalykite švariu vandeniu.
Beicavimo proceso metu vykstančios cheminės reakcijos yra šios:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Beicavimo bako darbinė temperatūra yra kambario temperatūroje, o marinavimo laikas reguliuojamas 120 sekundžių.
5) Lėtai traukite prieš dehidrataciją
Tikslas: išankstinis kristalinio silicio plokštelių paviršiaus dehidratavimas paprastai naudojamas kaip paskutinis gryno vandens valymo proceso etapas.
Grynu vandeniu išvalytą krištolo silicio plokštelę perkelkite į lėto traukimo griovelį. Silicio plokštelė pirmiausia nugrimzta į gryną vandenį ir visiškai panardinama. Tada jis lėtai traukiamas aukštyn roboto ranka ir krepšeliu, o paviršiaus įtempimas gali nuleisti vandens plėvelę ant silicio plokštelės.
Lėto traukimo griovelis susideda iš valymo griovelio ir lėto traukimo mechanizmo ir yra pusiau uždaras. Valymo bake yra dantyta perpildymo anga, o švarus vanduo eksploatacijos metu nuolat išplauna valymo bake esančias nuotekas, todėl valymo bako vandens kokybė išlieka švari ir pasiekiamas valymo efektas; Kai vanduo bus švarus, lėtai traukiant ant darbinio paviršiaus neliks vandens lašelių, o džiovinimo metu neliks vandens ženklų.
6) Džiovinimas
Perkelkite kristalinio silicio plokštelę į džiovinimo baką ir elektriniu šildymu pūskite karštą orą 90 laipsnių kampu aukštyn ir žemyn, kad išdžiovintumėte plokštelę.
Pirmiau minėti pirminio valymo ir šarminio aksomo gamybos procesai sudarys didelės koncentracijos šarmines nuotekas, kuriose yra natrio hidroksido (W1, W3, W5) ir bendrąsias šarmines valymo nuotekas (W2, W4, W6). Rūgščių plovimo procese susidarys didelės koncentracijos rūgštinės nuotekos, kuriose yra druskos rūgšties ir vandenilio fluorido rūgšties (W7), ir bendrosios rūgštinės valymo nuotekos (W8, W9). Minėta operacija atliekama uždaroje aksomo gamybos mašinoje. Rūgščių plovimo procesas išgaruos ir susidarys rūgštinės išmetamosios dujos (G1), kuriose yra HF ir HCl, kurios bus surenkamos vamzdynais ir siunčiamos į rūgščių išmetamųjų dujų plovimo bokštą apdoroti.
Boro difuzija
Difuzijos proceso tikslas yra suformuoti PN jungtį ant silicio plokštelės, kad šviesos energija būtų paversta elektros energija. PN sandūros gamybos įranga yra difuzinė krosnis, o projekte naudojamas dujinis boro trichloridas silicio plokštelėms difuzinėje krosnyje išsklaidyti. Boro atomai difunduoja į silicio plokštelę ir sudaro borosilikatinio stiklo sluoksnį ant silicio plokštelės paviršiaus. Pagrindinė reakcijos lygtis yra tokia:
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si→3SiO2+4B
Difuzinė krosnis yra uždara neigiamo slėgio įranga su įvadu ir išėjimu, naudojanti elektrinį šildymą, o įranga komplektuojama su be alyvos sausu mechaniniu vakuuminiu siurbliu. Konkretus procesas yra toks: pirmiausia įvedamas didelis N2 srautas, kad būtų pašalintas oras difuzinės krosnies kvarciniame vamzdyje, ir difuzinė krosnis įkaitinama. Kai krosnies temperatūra pasiekia 1050 laipsnių ir išlieka pastovi, lustas dedamas į kvarcinę valtį ir siunčiamas į krosnies angą pašildyti 20 minučių, tada įstumiamas į pastovios temperatūros zoną. Pirmiausia įvedamas deguonis, o tada difuzijai įvedamas boro trichloridas. Bendras procedūros laikas yra 180 minučių. Reakcijos metu tiek Si, tiek O2 buvo per daug, o BCl3 sureagavo visiškai, todėl susidarė C12. Pasibaigus reakcijai, naudokite N2, kad išvalytumėte įrangą ir automatiškai išmestumėte medžiagą.
Taršos gamybos proceso analizė: Pagrindinis taršos procesas šiame procese yra difuzijos procesas, kai įvedamas BCl3, kuris reaguoja į chloro dujas (G2), sumaišytas su deguonimi, azotu ir kt., kurios surenkamos tam skirtu vamzdžiu ir siunčiamos. į rūgščių išmetamųjų dujų valymo bokštą apdoroti. Surinktas vamzdynais, jis siunčiamas į rūgščių išmetamųjų dujų valymo bokštą apdoroti.
SE lazerinis dopingas
Lazerinio dopingo technologija apima stiprų dopingą metalinės užtvaros linijos (elektrodo) ir silicio plokštelės kontaktinėje srityje, o lengvas dopingas (mažos koncentracijos dopingas) palaikomas už elektrodo ribų. Išankstinė difuzija silicio plokštelių paviršiuje atliekama per šiluminę difuziją, kad susidarytų lengvas dopingas; Tuo pačiu metu paviršinis BSG (borosilikatinis stiklas) yra vietinis lazerio dopingo šaltinis, o dėl vietinio lazerio šiluminio poveikio BSG atomai greitai difunduoja į silicio plokštelės vidų, sudarydami vietinį pakartotinį dopingą. regione.
SE lazerinis procesas generuoja dulkėtas išmetamąsias dujas (G3), kurios apdorojamos įrenginyje įmontuotu dulkių surinkėju ir išleidžiamos per viršutinę dirbtuvės išmetimo sistemą (maždaug 15 metrų aukštyje).
Po oksidacijos
Lazeriu SE apdoroto silicio plokštelės paviršiaus boro difuzijos paviršiuje (kritimo paviršiuje) esantis oksido sluoksnis sunaikinamas dėl lazerio taško energijos. Atliekant šarminį poliravimą ir ėsdinimą, reikalingas oksido sluoksnis kaip kaukės sluoksnis, apsaugantis silicio plokštelės fosforo difuzijos paviršių (kritimo paviršių). Todėl lazeriu SE nuskaitytame paviršiuje būtina atlikti oksido sluoksnio remontą.
Šiame projekte SiO2 oksido sluoksniui paruošti naudojamas terminės oksidacijos metodas. Visas oksidacijos procesas vyksta oksidacijos krosnyje, kuri yra uždara atmosferinio slėgio įranga ir šildoma elektra. Pirmiausia silicio plokštelė į kvarcinę valtį pakraunama naudojant automatinę plokštelių krovimo mašiną. Tada automatinė robotinė ranka uždeda kvarcinę valtį ant oksidacijos krosnies silicio karbido konsolės suspensijos. Silicio karbido srutos siunčia kvarcinę valtį, pakrautą silicio plokštelėmis, į aukštos temperatūros kvarco krosnies vamzdį. Kvarciniam laivui patekus į krosnies vamzdį, uždarykite krosnies dureles, paleiskite oksidacijos programą ir oksidacijos krosnis veiks automatiškai. Pagrindinės cheminės reakcijos, vykstančios terminio oksidacijos procese, yra šios:
Si+O2=SiO2
O2 reaguoja su silicio plokštelių paviršiumi aukštoje temperatūroje, kad susidarytų SiO2, o tam tikras azoto dujų kiekis įvedamas pastoviam krosnies vamzdžio slėgiui palaikyti. Tam tikrą laiką palaikykite aukštos temperatūros deguonies srautą, kad ant silicio plokštelės paviršiaus susidarytų tam tikro storio SiO2 plonas sluoksnis. Proceso parametrai: oksidacijos temperatūra 750 laipsnių, azoto srautas 12L/min, deguonies srautas 5L/min ir 25min oksidacijos laikas. Šio proceso metu susidaro oksidacijos išmetamosios dujos (karštas oras), kuriose yra deguonies ir azoto, kurios išleidžiamos per oksidacijos krosnies išmetimo angą, o po to išleidžiamos per cecho viršutinę karšto išmetimo sistemą.