آنیل کردن
ویفر سیلیکونی را در یک لوله واکنش ساخته شده از شیشه کوارتز قرار دهید که با استفاده از یک کوره حرارتی سیمی مقاومتی تا دمای معینی گرم می شود (دمای معمول استفاده شده 900-1200 درجه است که می تواند در شرایط خاص به زیر 600 درجه کاهش یابد. ). هنگامی که اکسیژن از لوله واکنش عبور می کند، یک واکنش شیمیایی روی سطح ویفر سیلیکونی رخ می دهد:
Si (جامد) + O2 (گاز) → SiO2 (جامد)
توزیع مجدد ناخالصیهای تولید شده در طول فرآیند بازپخت نیز نقشی در جذب ناخالصی دارد و از جذب PSG و تثبیت یونهای سدیم و پتاسیم برای حذف این یونهای مضر استفاده میکند.
تجزیه و تحلیل پیوندهای تولید آلودگی: پیوندهای اصلی آلودگی در این فرآیند، اکسیژن و نیتروژن باقیمانده در پیوند اکسیژن حرارتی است.
تمیز کردن BOE
تجهیزات نوع اسلات BOE ({0}}خط) یک دستگاه نیمه بسته یکپارچه است که در آن ویفرهای سیلیکونی توسط تجهیزات خودکار در سبدها قرار می گیرند و از طریق بازوهای مکانیکی به محلول هایی در هر شکاف تجهیزات تبدیل می شوند. مخزن شیمیایی به طور مداوم با مواد شیمیایی مربوطه بر اساس غلظت محلول پر می شود و به طور منظم به عنوان یک کل جایگزین می شود. مایع زباله جایگزین شده به سیستم فاضلاب تخلیه می شود و در نهایت برای تصفیه وارد تصفیه خانه فاضلاب می شود. مخزن شستشو با آب تصفیه شده تمیز می شود. هنگامی که ویفرهای سیلیکونی در مخزن وجود دارد، آب تصفیه شده به آرامی اضافه می شود و نمک حاوی فاضلاب به طور خودکار به سیستم جمع آوری فاضلاب سرریز می شود و در نهایت برای تصفیه وارد تصفیه خانه فاضلاب می شود. تمام مواد شیمیایی به صورت مایع هستند و به طور خودکار توسط یک پمپ دیافراگمی توزیع می شوند. ترتیب تمیز کردن عبارت است از: مخزن ترشی * 2، شستشو با آب، پس از ترشی (HCl/HF/DI)، شستشو با آب، کشش آهسته، خشک کردن * 6، با حجم مخزن 720 لیتر.
1) اسید شویی
محلول اسید رقیق (3.15٪ HCl و 7.1٪ HF) برای تمیز کردن با خلوص بالا مورد نیاز است. عملکرد HCl استفاده از کلر برای یون های فلزی پیچیده است، در حالی که عملکرد HF حذف لایه اکسید روی سطح ویفر سیلیکونی است که آن را آبگریزتر می کند و کمپلکس سیلیکونی H2SiF6 را تشکیل می دهد. با هماهنگی با یون های فلزی، یون های فلزی از سطح ویفر سیلیکونی جدا می شوند و محتوای یون فلزی ویفر سیلیکونی کاهش می یابد. شستشوی اسید HF به مدت 150 ثانیه انجام می شود تا لایه BSG در جلو و لایه PSG در پشت حذف شود. پس از اسیدشویی، تمیز کردن با آب خالص انجام می شود.
HF+SiO2→SiF4+H2O
SiF4+HF→H2SiF6
2) پست ترشی
پس از تمیز کردن، باید از محلول اسید رقیق (14.7% HF) برای تمیز کردن با خلوص بالا استفاده شود. عملکرد HF حذف لایه اکسید روی سطح ویفر سیلیکونی است که آن را آبگریزتر می کند و کمپلکس سیلیکونی H2SiF6 را تشکیل می دهد. از طریق کمپلکس شدن با یونهای فلزی، یونهای فلزی از سطح ویفر سیلیکونی جدا میشوند و محتوای یون فلزی ویفر سیلیکونی را کاهش میدهند.
واکنشهای شیمیایی که در طی فرآیند ترشی کردن رخ میدهد به شرح زیر است: SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
دمای کار مخزن ترشی در دمای اتاق است و زمان ترشی 100 ثانیه کنترل می شود.
3) خشک کردن
ویفر سیلیکونی کریستالی که به آرامی کشیده شده است را به یک مخزن خشک کن منتقل کنید و با استفاده از گرمایش الکتریکی، هوای داغ را با دمای 90 درجه بالا و پایین بر روی ویفر برای خشک کردن باد دهید.
فرآیند اسیدشویی فوق، فاضلاب اسیدی با غلظت بالا حاوی HCl و اسید هیدروفلوئوریک (W21) و فاضلاب اسیدی با غلظت بالا حاوی اسید هیدروفلوئوریک (W23) و فاضلاب تمیزکننده به طور کلی اسیدی (W22، 24، 25) تولید می کند. عملیات فوق در یک دستگاه تمیز کننده بسته انجام می شود و فرآیند اسید شویی تبخیر می شود و گاز پسماند اسیدی حاوی HCl و HF (G6) و گاز زباله اسیدی حاوی HF (G7) تولید می شود که از طریق خطوط لوله جمع آوری و ارسال می شود. برج شستشوی گاز زباله اسیدی برای تصفیه.
ALD
از تجهیزات ALD برای رسوب لایه ای از Al2O3 بر روی سطح ویفرهای سیلیکونی استفاده کنید تا اثرات غیرفعال سازی و جذب ناخالصی آنها را بهبود بخشد. روش اصلی واکنش گازی Al (CH3) 3 با بخار آب (H2O) برای تولید Al (OH) 3 است که به سطح ویفرهای سیلیکونی میچسبد و گاز متان تولید میکند.
معادله اصلی واکنش این است:
Al(CH3)3+3H2O→Al(OH)3+3CH4↑
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O↑
تجهیزات ALD یک دستگاه فشار منفی بسته است که مجهز به ورودی، خروجی و ورودی/خروجی است. گرمایش برقی است و تجهیزات با پمپ خلاء مکانیکی خشک بدون روغن ارائه می شود. پس از شروع تولید، بازوی رباتیک ابتدا سلول های باتری را به تجهیزات ALD می فرستد و درگاه تغذیه را می بندد. تا دمای معینی گرم کنید، تخلیه کنید و فشار داخل تجهیزات را به حد لازم برای تولید برسانید. با وارد کردن متناوب پالس های TMA و H2O پیش ساز فاز گاز به محفظه واکنش و جذب شیمیایی و واکنش بر روی بستر رسوب، یک فیلم رسوب AL2O3 تولید می شود. در نهایت گاز اگزوز متان داخل تجهیزات با گاز نیتروژن جایگزین می شود و تجهیزات روشن می شود تا ویفر سیلیکونی به طور خودکار حذف شود.
آلاینده اصلی در این فرآیند گاز خروجی متان (G8) است که توسط یک پمپ خلاء استخراج شده و توسط سیلندر احتراق سیلان فولاد ضد زنگ و دستگاه پاشش آب تصفیه می شود.
پوشش جلو
اصل اساسی استفاده از تخلیه نور با فرکانس بالا برای تولید پلاسمایی است که بر فرآیند رسوب لایه نازک تأثیر می گذارد، تجزیه، ترکیب، تحریک و یونیزاسیون مولکول های گاز را تقویت می کند و باعث تولید گروه های واکنشی می شود. به دلیل وجود NH3، جریان و انتشار گروه های فعال را تسهیل می کند، سرعت رشد لایه های نازک را افزایش می دهد و دمای رسوب را بسیار کاهش می دهد.
واکنش های شیمیایی اصلی که در طی رسوب PECVD فیلم های اکسید نیترید سیلیکون رخ می دهد عبارتند از:
SiH4+NH3+N2O→xSi2O2N4+N2↑+yH2↑
تجهیزات فیلم مثبت PECVD یک دستگاه فشار منفی بسته است که به صورت الکتریکی گرم می شود و دارای یک پمپ خلاء مکانیکی خشک بدون روغن است. در طول تولید، نیتروژن ابتدا در تجهیزات پر می شود و بازوی رباتیک بارگیری ویفر سیلیکونی را تکمیل می کند. پس از رسیدن تجهیزات به فشار خارجی، ورودی و خروجی باز می شود و قایق گرافیت به طور خودکار وارد تجهیزات می شود و ورودی و خروجی را می بندد. جاروبرقی را جارو برقی کنید و بررسی های ایمنی مختلف را انجام دهید. پس از تایید ایمنی، گاز سیلان و آمونیاک را برای تکمیل پوشش سیلیکونی اکسید نیتروژن داخل تجهیزات وارد کنید. پس از تکمیل پوشش، گاز باقیمانده در خط لوله گاز و تجهیزات ویژه از طریق گاز نیتروژن تخلیه می شود و سپس ورودی و خروجی برای تخلیه باز می شود. پس از سرد شدن وارد فرآیند مرتب سازی شده و به مراحل بعدی ادامه دهید.
تجزیه و تحلیل فرآیند تولید آلودگی: شکل اصلی آلودگی در این فرآیند تولید، پوشش گاز زائد (سیلان، گاز خنده اضافی، آمونیاک اضافی، هیدروژن، نیتروژن و غیره) (G9) است که ابتدا در احتراق سیلان فولاد ضد زنگ تصفیه می شود. سیلندر از طریق سیستم کشش القا شده، و سپس پس از درمان توسط برج اسپری تخلیه می شود.
پوشش پشت
واکنش های شیمیایی اصلی که در طی رسوب PECVD فیلم های اکسید نیترید سیلیکون رخ می دهد عبارتند از:
SiH4+NH3+N2O→xSi2O2N4+N2↑+yH2↑
تجهیزات فیلم پشت PECVD یک دستگاه فشار منفی بسته است که به صورت الکتریکی گرم می شود و دارای یک پمپ خلاء مکانیکی خشک بدون روغن است. در طول تولید، نیتروژن ابتدا در تجهیزات پر می شود و بازوی رباتیک بارگیری ویفر سیلیکونی را تکمیل می کند. پس از رسیدن تجهیزات به فشار خارجی، ورودی و خروجی باز می شود و قایق گرافیت به طور خودکار وارد تجهیزات می شود و ورودی و خروجی را می بندد. جاروبرقی را جارو برقی کنید و بررسی های ایمنی مختلف را انجام دهید. پس از تایید ایمنی، گاز سیلان و آمونیاک را برای تکمیل پوشش سیلیکونی اکسید نیتروژن داخل تجهیزات وارد کنید. پس از تکمیل پوشش، گاز باقیمانده در خط لوله گاز و تجهیزات ویژه از طریق گاز نیتروژن تخلیه می شود و سپس ورودی و خروجی برای تخلیه باز می شود. پس از سرد شدن وارد فرآیند مرتب سازی شده و به مراحل بعدی ادامه دهید.
تجزیه و تحلیل فرآیند تولید آلودگی: شکل اصلی آلودگی در این فرآیند تولید، پوشش گاز زائد (سیلان، گاز خنده اضافی، آمونیاک اضافی، هیدروژن، نیتروژن و غیره) (G9) است که ابتدا در احتراق سیلان فولاد ضد زنگ تصفیه می شود. سیلندر از طریق سیستم کشش القا شده، و سپس پس از درمان توسط برج اسپری تخلیه می شود.
متالیزاسیون
1) چاپ
در طول فرآیند چاپ، دوغاب در بالای صفحه قرار دارد و اسکراپر با فشار خاصی بر روی صفحه فشار داده می شود و باعث تغییر شکل صفحه و تماس با سطح ویفر سیلیکونی می شود. دوغاب اکسترود شده و با سطح ویفر سیلیکونی در تماس است. سطح ویفر سیلیکونی دارای نیروی جذب قوی است که باعث می شود دوغاب از سوراخ های مش خارج شود. در این مرحله، اسکراپر در حال اجرا است، و صفحه توری تغییر شکل داده شده قبلی، تحت نیروی بازیابی خوب، اجازه می دهد تا دوغاب به آرامی روی سطح ویفر سیلیکونی بیفتد. خمیر نقره خمیری شبیه خمیر چاپی است که از نقره و پودر آلومینیوم بسیار ریز و با خلوص بالا به عنوان فلز اصلی ساخته شده و با مقدار معینی بایندر آلی و رزین به عنوان عوامل کمکی تکمیل شده است.
اولاً، چاپ و خشک کردن الکترود پشتی: خمیر الکترود پشتی (از جمله موقعیت های حفاری لیزری) (خمیر نقره) را در پشت باتری به دقت پیدا کرده و چاپ کنید و به سرعت آن را در دمای پایین خشک کنید تا مطمئن شوید که الکترود پشت چاپ شده آسیب نمی بیند. در مرحله بعدی چاپ
ثانیاً چاپ و خشک کردن خطوط ریز شبکه پشت باتری: خمیر خط شبکه ریز (خمیر نقره) را به طور دقیق در پشت باتری قرار داده و چاپ کنید و به سرعت آن را در دمای پایین خشک کنید. هدف اصلی تماس با بستر سیلیکونی، انتقال جریان و دوپ مجدد برای کاهش نوترکیبی حامل و افزایش بوست است.
سپس پس از عبور از باله، سلول های باتری از پشت به جلو رو به بالا چرخانده می شوند. انجام چاپ و خشک کردن الکترود مثبت: خمیر الکترود مثبت (خمیر نقره) را به طور دقیق در قسمت جلوی باتری قرار داده و چاپ کنید و به سرعت آن را در دمای پایین خشک کنید. وظیفه اصلی آن هدایت و انتقال جریان جمع آوری شده توسط خطوط شبکه ظریف به مدارهای خارجی یا حافظه است.
در نهایت، چاپ و خشک کردن خطوط شبکه ریز جلو: خمیر (خمیر نقره) الکترود جلویی را به طور دقیق در قسمت جلوی باتری قرار داده و چاپ کنید. پس از چاپ منتظر بمانید تا برای پخت جامد وارد کوره تف جوشی شود و تماس اهمی خوبی ایجاد کند. عملکرد اصلی آن جمع آوری جریان، افزایش ظرفیت جذب نور سلول باتری و بهبود راندمان تبدیل است.
دمای خشک کردن دوغاب در طول فرآیند خشک کردن فوق حدود 200 درجه است. این فرآیند گازهای فرار آلی (G10) را تولید می کند که آلاینده اصلی آن استرهای الکلی مانند دودکان است که به عنوان VOCs محاسبه می شود. گاز زائد آلی تولید شده در طول فرآیند چاپ توسط یک هود جمعآوری گاز جمعآوری میشود و توسط یک جعبه جذب کربن فعال دو مرحلهای متصل میشود و در نهایت از طریق یک لوله اگزوز تخلیه میشود. مجرای اگزوز باید به طور مرتب تمیز و تمیز شود تا راندمان جذب حفظ شود.
2) تف جوشی
زینترینگ فرآیند پخت خمیر دروازه ریز اصلی چاپ شده بر روی یک ویفر سیلیکونی در سلول باتری در دمای بالا است که به الکترود اجازه می دهد روی سطح جاسازی شود و یک تماس مکانیکی قوی و اتصال الکتریکی خوب ایجاد کند و در نهایت منجر به یک تماس اهمی شود. بین الکترود و خود ویفر سیلیکونی.
ویفرهای سیلیکونی چاپی با استفاده از یک کوره گرمایش الکتریکی که به مناطق دمایی مختلف تقسیم می شود، پخت می شوند. در طی فرآیند پخت، ویفرهای سیلیکونی الکترودهای بالایی و پایینی را تشکیل می دهند و بالاترین دمای پخت بین 700 تا 800 درجه است. در طی این فرآیند، حلالهای آلی مانند الکل استر دودکان در دوغاب کاملاً تبخیر میشوند و گاز زائد آلی (G11) را تشکیل میدهند که به عنوان VOCs محاسبه میشود. سپس توسط دستگاه برج احتراق با دمای بالا تعبیه شده در تجهیزات کاملاً سوزانده و تصفیه می شود و همراه با گاز زائد چاپی توسط جعبه جذب کربن فعال دو مرحله ای متصل به سری جذب و تصفیه می شود. پس از جذب، از طریق لوله اگزوز تخلیه می شود.
3) تزریق الکتریکی
پس از تف جوشی سلول های باتری، از روش تزریق مستقیم حامل های شارژ (تزریق معکوس جریان مستقیم) برای تغییر حالت بار هیدروژن در بدنه سیلیکونی استفاده می شود که می تواند به طور موثری کمپلکس اکسیژن بور در حال پوسیدگی را غیرفعال کرده و آن را به یک ماده بازسازی شده پایدار تبدیل کند. حالت، در نهایت دستیابی به هدف ضد پوسیدگی نور.
بسته بندی آزمایشی
پس از اتمام تولید سلول خورشیدی، از ابزارهای آزمایشی برای آزمایش پارامترهای عملکرد الکتریکی سلول خورشیدی (مانند اندازهگیری منحنی IV و نرخ تبدیل نور) استفاده میشود. پس از اتمام تست، باتری به طور خودکار طبق استانداردهای خاصی به سطوح مختلف تقسیم می شود. هنگامی که تعداد سلول های باتری در یک سطح مشخص به حد تعیین شده برسد، دستگاه به اپراتور یادآوری می کند که آنها را برای بسته بندی خارج کند. این دستگاه همچنین دارای یک عملکرد تشخیص قطعه است که بهجای آزمایش آنها بهعنوان باتریهای کامل، قطعات را بهمحض کشف به سرعت حذف میکند و در نتیجه سلولهای باتری هدر میرود (S2).