Teksturiranje
Odjel za proizvodnju baršuna (koji se sastoji od 6 linija) uključuje module kao što su prethodno čišćenje, pranje čistom vodom prije proizvodnje baršuna, proizvodnja baršuna * 3, pranje čistom vodom nakon proizvodnje baršuna, naknadno čišćenje, pranje čistom vodom nakon naknadnog čišćenja, pranje kiselinom, čisto pranje vodom nakon ispiranja kiselinom, polagano izvlačenje i prethodna dehidracija te sušenje * 5. Metoda proizvodnje baršuna ovog projekta usvaja automatsku proizvodnju baršuna, a cijeli radni proces odvija se automatski. Prethodno očišćene silikonske pločice se pokretnom trakom šalju u područje punjenja baršunastog stroja. Silicijske pločice prolaze kroz različite spremnike protiv korozije i čišćenja u automatskom zatvorenom baršunastom stroju kroz valjke. Oprema automatski kontrolira dopunjavanje kiseline, lužine i čiste vode u svakom modulu. Kiselina i lužina u spremnicima se pumpaju kroz cjevovode, a otpadne vode u spremnicima se redovno ispuštaju (s jednim spremnikom zapremine 720L, koji se mijenja svakih 48 sati).
1) Prethodno čišćenje
Svrha prethodnog čišćenja: Za uklanjanje nečistoća (organskih i metalnih nečistoća, itd.) zalijepljenih na površinu silicijskih pločica, koristi se otopina NaOH i otopina H2O2.
Uronite napunjene silikonske pločice u spremnik za prethodno čišćenje redom, dodajte čistu vodu u spremnik i dodajte odgovarajuću količinu otopine NaOH ili otopine za čišćenje u skladu s omjerom (očekuje se da koncentracija miješanog NaOH bude 0. 6%, očekuje se da će koncentracija H2O2 biti 1,5%, dodano automatski) za visokotemperaturno čišćenje (60 stupnjeva). Prethodno čišćenje koristi ultrazvučno čišćenje. Izvršite čišćenje čistom vodom nakon prethodnog čišćenja. Čišćenje čistom vodom je preljevno čišćenje uranjanjem koje se provodi na sobnoj temperaturi.
Kemijske reakcije koje se događaju tijekom procesa predčišćenja su sljedeće:
Si{0}NaOH H2O{3}Na2SiO{5}H2↑
2) Alkalijski baršun
Cilj: Izvesti anizotropno jetkanje površine silicija s alkalnom otopinom, formirajući piramidu veličine 5 um na površini. Piramidalna površina ima izvrsne efekte hvatanja svjetla i antirefleksiju (10%). Alkalni baršun koristi otopinu NaOH i aditive za baršun.
Dodavanje odgovarajuće količine otopine NaOH i baršunastog aditiva (koncentracija otopine NaOH od oko {{0}}.6%, koncentracija baršunastog aditiva od oko 0,4%) u alkalni baršunasti spremnik može smanjiti površinsku napetost silicijskih pločica , poboljšati učinak vlaženja između silikonskih pločica i tekućine NaOH, pospješiti oslobađanje mjehurića vodika, povećati anizotropiju korozije, učiniti piramida je ujednačenija i dosljednija i poboljšava proizvodni učinak baršuna. Proces kemijske reakcije za stvaranje antilopa je sljedeći:
Si{0}NaOH H2O{3}Na2SiO{5}H2↑
Radna temperatura spremnika alkalnog baršuna je 82 stupnja, a vrijeme alkalnog baršuna kontrolirano je na 420 s.
3) Nakon čišćenja
Nakon tretmana alkalnim baršunom, silicijska pločica ulazi u spremnik za čišćenje kako bi se uklonila zaostala organska tvar i osigurala čistoća površine silicijske pločice, čime se do određene mjere poboljšava učinkovitost pretvorbe baterije. Uronite napunjene silicijske pločice radi čišćenja, dodajte čistu vodu u spremnik i dodajte odgovarajuću količinu otopine NaOH ili otopine za čišćenje (očekuje se da koncentracija NaOH bude 0.6%, očekuje se da koncentracija H2O2 bude 1,5% ) prema omjeru za čišćenje na visokoj temperaturi (60 stupnjeva ). Očistite čistom vodom nakon naknadnog čišćenja. Čišćenje čistom vodom je preljevno čišćenje uranjanjem, koje se provodi na sobnoj temperaturi.
4) Ispiranje kiselinom
Nakon naknadnog čišćenja treba koristiti razrijeđenu otopinu kiseline (3,15% HCl i 7,1% HF) za čišćenje visoke čistoće. Funkcija HCl je neutralizacija zaostalog NaOH, dok je funkcija HF uklanjanje oksidnog sloja na površini silicijske pločice, čineći je hidrofobnijom i stvarajući silicijev kompleks H2SiF6. Kroz kompleksiranje s metalnim ionima, metalni ioni se odvajaju od površine silicijske pločice, smanjujući sadržaj metalnih iona i pripremajući se za difuzijsko vezivanje. Očistite čistom vodom nakon pranja kiselinom.
Kemijske reakcije koje se događaju tijekom procesa kiseljenja su sljedeće:
HCl NaOH=NaCl H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Radna temperatura spremnika za kiseljenje je na sobnoj temperaturi, a vrijeme kiseljenja je kontrolirano na 120 sekundi.
5) Sporo povlačenje prije dehidracije
Namjena: Preddehidracija površine kristalnih silicijskih pločica obično se koristi kao posljednji korak u procesu čišćenja čistom vodom.
Premjestite kristalnu silikonsku pločicu očišćenu čistom vodom u žlijeb za sporo povlačenje. Silicijska pločica prvo tone u čistu vodu i potpuno je uronjena. Zatim ga robotska ruka i košara polako povlače prema gore, a površinska napetost može povući vodeni film na silicijskoj pločici.
Žlijeb za sporo povlačenje sastoji se od utora za čišćenje i mehanizma za sporo povlačenje i poluzatvoren je. U spremniku za čišćenje postoji nazubljeni preljevni otvor, a čista voda kontinuirano ispire otpadne vode u spremniku za čišćenje tijekom rada, održavajući kvalitetu vode u spremniku za čišćenje čistom i postižući učinak čišćenja; Kada se voda održava čistom, neće biti kapljica vode na radnoj površini pri polaganom povlačenju, niti će biti vodenog žiga tijekom sušenja.
6) Sušenje
Prenesite pločicu od kristalnog silicija u spremnik za sušenje i upuhujte vrući zrak na 90 stupnjeva gore i dolje po pločici za sušenje, koristeći električno grijanje.
Gore spomenuti postupci prethodnog čišćenja i izrade alkalnog baršuna proizvest će alkalnu otpadnu vodu visoke koncentracije koja sadrži natrijev hidroksid (W1, W3, W5) i opću alkalnu otpadnu vodu od čišćenja (W2, W4, W6). Proces ispiranja kiselinom proizvest će kiselu otpadnu vodu visoke koncentracije koja sadrži klorovodičnu kiselinu i fluorovodičnu kiselinu (W7) i opću kiselu otpadnu vodu za čišćenje (W8, W9). Gornji postupak se izvodi u zatvorenom stroju za izradu baršuna. Proces kiselog ispiranja isparit će i proizvesti kiseli otpadni plin (G1) koji sadrži HF i HCl, koji će se sakupiti kroz cjevovode i poslati u toranj za ispiranje kiselog otpadnog plina na obradu.
Difuzija bora
Svrha procesa difuzije je formiranje PN spoja na silicijskoj ploči kako bi se postigla pretvorba svjetlosne energije u električnu energiju. Oprema za proizvodnju PN spoja je difuzijska peć, a projekt koristi plinoviti bor triklorid za difuziju silicijskih pločica u difuzijskoj peći. Atomi bora difundiraju u silicijsku pločicu i formiraju sloj borosilikatnog stakla na površini silicijske pločice. Glavna jednadžba reakcije je:
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si⟶3SiO2+4B
Difuzijska peć je zatvorena oprema pod negativnim tlakom opremljena ulazom i izlazom, koja koristi električno grijanje, a oprema dolazi sa suhom mehaničkom vakuum pumpom bez ulja. Konkretan proces je sljedeći: prvo se uvodi veliki protok N2 da se ukloni zrak u kvarcnoj cijevi difuzijske peći i difuzijska peć se zagrijava. Nakon što temperatura peći dosegne 1050 stupnjeva i ostane konstantna, čip se stavlja u kvarcni čamac i šalje u otvor peći na predgrijavanje 20 minuta, zatim se gura u zonu konstantne temperature. Prvo se uvodi kisik, a zatim se uvodi bor triklorid za difuziju. Ukupno vrijeme procesa je 180 minuta. Tijekom reakcije, i Si i O2 su bili prekomjerni, a BCl3 je potpuno reagirao, što je rezultiralo proizvodnjom C12. Nakon završetka reakcije, koristite N2 za čišćenje opreme i automatsko pražnjenje materijala.
Analiza procesa proizvodnje onečišćenja: Glavni proces onečišćenja u ovom procesu je proces difuzije, gdje se uvodi BCl3 i reagira u proizvodnju plinovitog klora (G2) pomiješanog s preostalim kisikom, dušikom itd., koji se skuplja posebnom cijevi i šalje u toranj za pročišćavanje kiselog otpadnog plina na obradu. Nakon prikupljanja kroz cjevovode, šalje se u toranj za pročišćavanje kiselog otpadnog plina na obradu.
SE laserski redoping
Tehnologija laserskog dopiranja uključuje jako dopiranje na kontaktnom području između linije metalnih vrata (elektroda) i silicijske pločice, dok se lagano dopiranje (dopiranje niske koncentracije) održava izvan elektrode. Preddifuzija se provodi na površini silicijevih pločica toplinskom difuzijom kako bi se stvorio lagani doping; U isto vrijeme, površinski BSG (borosilikatno staklo) služi kao lokalni izvor laserskog redopinga, a kroz lokalni toplinski učinak lasera, atomi u BSG-u brzo difundiraju u unutrašnjost silicijske pločice, tvoreći lokalni redoping regija.
SE laserski proces generira prašnjavi ispušni plin (G3), koji se tretira pomoću sakupljača prašine ugrađenog u opremu i ispušta kroz gornji ispušni sustav radionice (na visini od približno 15 metara).
Naknadna oksidacija
Oksidni sloj na površini difuzije bora (upadnoj površini) površine silicijske pločice tretirane laserom SE uništava energija laserske točke. Tijekom alkalnog poliranja i jetkanja potreban je sloj oksida kao sloj maske za zaštitu difuzijske površine fosfora (upadna površina) silicijske pločice. Stoga je potrebno izvršiti popravak oksidnog sloja na površini skeniranoj laserom SE.
Ovaj projekt koristi metodu toplinske oksidacije za pripremu SiO2 oksidnog sloja. Cijeli proces oksidacije odvija se u oksidacijskoj peći, koja je zatvorena oprema pod atmosferskim tlakom i grije se električnom energijom. Najprije se silikonska pločica utovaruje na kvarcni brod pomoću automatskog stroja za punjenje pločica. Zatim automatska robotska ruka postavlja kvarcni čamac na konzolnu kašu od silicij karbida oksidacijske peći. Suspenzija silicijevog karbida šalje kvarcni čamac napunjen silikonskim pločicama u cijev visokotemperaturne kvarcne peći. Nakon što kvarcni čamac uđe u cijev peći, zatvorite vrata peći, pokrenite program oksidacije i oksidacijska peć će se automatski pokrenuti. Glavne kemijske reakcije koje se odvijaju tijekom procesa toplinske oksidacije su:
Si O2=SiO2
O2 reagira s površinom silicijskih pločica na visokim temperaturama kako bi se stvorio SiO2, a određena količina plinovitog dušika se uvodi kako bi se održao konstantan tlak u cijevi peći. Održavajte visoku temperaturu protoka kisika neko vrijeme kako biste formirali određenu debljinu tankog sloja SiO2 na površini silicijske pločice. Parametri procesa su: temperatura oksidacije od 750 stupnjeva, brzina protoka dušika od 12L/min, brzina protoka kisika od 5L/min, i 25 minuta vremena oksidacije. Ovaj proces stvara otpadni plin oksidacije (vrući zrak) koji sadrži kisik i dušik, koji se ispušta kroz ispušni otvor oksidacijske peći i zatim ispušta kroz topli ispušni sustav na vrhu radionice.