1 Hvað er fjölkristallaður sílikon?
Polycrystalline Silicon (Poly Si eða Polysilicon) er hálfleiðara efni sem almennt er notað við framleiðslu á ljósafrumum og rafeindahlutum. Það er samsett úr mörgum kornum (kristalögnum) sem eru samtengd við mörkin, en atómskipan inni í hverju korni er röðuð. Fjölkristallaður sílikon er mikið notaður við framleiðslu á sólarljósafrumum. Í ljósvakaeiningum eru fjölkristallaðar sílikonfrumur tengdar í röð og samsíða til að mynda sólarplötur. Þessar sólarplötur eru notaðar til að breyta sólarorku í raforku.
Að auki er það einnig notað til að framleiða hliðarefni fyrir ákveðna rafræna íhluti eins og smára og samþætta hringrás.
Einkenni fjölkristallaðs sílikons:
Fjölkristölluð uppbygging:Fjölkristallaður sílikon er samsettur úr mörgum kornum, með atómum raðað á skipulegan hátt innan hvers korna, en atómum raðað af handahófi á mörkum milli korna. Þessi korn hafa mismunandi stærðir og stefnu.
Tiltölulega lágur kostnaður:Framleiðsluferlið fjölkristallaðs sílikons er tiltölulega einfalt og hagkvæmt, sem gerir það hentugt fyrir stórframleiðslu. Þetta gefur fjölkristölluðum sílikon ljósafrumum verðforskot á markaðnum.
Lítil skilvirkni:Vegna þess að kornamörk eru til staðar, er ljósumbreytingarskilvirkni fjölkristallaðra sílikonljósafrumna venjulega lægri en einkristallaðra sílikonljósafrumna. Gallar á kornamörkum geta valdið endursamsetningu burðarefnis og þar með dregið úr skilvirkni rafhlöðunnar.
Framleiðsluferli fjölkristallaðs kísils:
Hreinsun hráefna:Framleiðsla á fjölkristalluðum sílikoni byrjar venjulega með málmvinnslukísill (MG Si), sem þarf fyrst að hreinsa til að fjarlægja óhreinindi úr sílikoninu og framleiða háhreint sílikon hráefni. Algengasta aðferðin er Siemens ferlið, sem fær háhreinan fjölkristallaðan sílikon með efnagufuútfellingu (CVD).
Lækkunarferli:Kísill úr málmvinnslu hvarfast við vetnisklóríð til að framleiða tríklórsílan (HSiCl3), sem síðan er hreinsað með eimingu. Að lokum er tríklórsílan minnkað við háan hita til að framleiða háhreinan fjölkristallaðan sílikon.
Viðbragðsferli:Kísill úr málmvinnslu hvarfast við vetnisklóríð (HCl) til að framleiða tríklórsílan (HSiCl₃) og aðrar aukaafurðir. Si+3HCL→HSiCl3+H₂
Hleifur:Háhreinleiki fjölkristallaður sílikon er brætt og steyptur í stóra klumpa af fjölkristalluðum sílikonhleifum. Eftir kælingu eru þessar hleifar samsettar úr mörgum kísilkornum með mismunandi stefnu.
Sneið:Fjölkristallaðir kísilhleifar eru skornir í þunnar sneiðar með skurðarvél, sem kallast oblátur og eru notaðar til að framleiða ljósafrumur.
Uppgötvun og flokkun á fjölkristalluðum kísilskífum
Sjónskoðun:Notaðu sjónskoðunarbúnað til að skoða yfirborðsgæði og kristalbyggingu fjölkristallaðra sílikonskífa.
Rafmagnsprófun:Prófanir á rafeiginleikum fjölkristallaðra kísilskífa, svo sem líftíma minnihluta burðarefnis, leiðni osfrv.
Gæðaflokkun:Byggt á prófunarniðurstöðum eru fjölkristallaðar kísilskífur flokkaðar eftir gæðum og frammistöðu til að tryggja að hágæða kísilskífur séu notaðar til skilvirkrar framleiðslu á ljósafrumum.
2 Hvað er einkristallaður sílikon
Einkristallaður kísill er háhreint kísilefni sem samanstendur af einni kristalbyggingu. Atómfyrirkomulag eins kristalskísils er skipulegt, kristalbyggingin er fullkomin og það hefur framúrskarandi rafmagnseiginleika og vélrænan styrk. Einkristölluð kísil ljósafrumur eru eins og er einn af skilvirkustu ljósafrumum á markaðnum, með mikla ljósaskilvirkni og hentugur fyrir ýmis ljósorkuframleiðslukerfi. Hægt að nota sem aðalefni til að framleiða hálfleiðara tæki eins og samþætt rafrás (IC), örgjörva, minningar, skynjara osfrv. Að auki eru háhreinar einkristallaðar kísilskífur skornar, dópaðar, etsaðar og pakkaðar til að framleiða ýmsir rafeindaíhlutir og flísar. Einkristallaður sílikon er einnig notaður til að framleiða sjónlinsur, innrauða glugga, leysibúnað og fleira.
Framleiðsluferli:
1. Undirbúningur hráefnis:Hráefnið fyrir einkristallaðan sílikon er háhreint sílikon, venjulega með því að nota hreinsað málmvinnslukísill.
2. Framleiðsluaðferð:
Czochralski aðferð (CZ aðferð):
Skref:Bræðið háhreinan sílikon í deiglu, settu einn kristal sílikon frækristall með æskilegri kristalstefnu, snúðu síðan hægt og dragðu frækristallinn hægt og rólega til að leyfa kísilbræðslunni að kristallast á frækristallinum og myndar smám saman einn kristal sílikonstöng.
Einkenni:CZ aðferðin getur framleitt einkristallaðar sílikonstangir með stórum þvermál og háhreinleika, en hún er viðkvæm fyrir því að kynna súrefni og önnur óhreinindi.
Fljótandi svæði (FZ):
Skref:Notaðu hátíðni örvunarhitun til að bræða staðbundið svæði kísilstöngarinnar án deiglu og hreyfðu síðan bræðslusvæðið á kísilstönginni með því að hreyfa virkjunarspóluna, smám saman umbreyta fjölkristallaðan sílikon í einkristallaðan sílikon.
Eiginleikar:Einkristal kísill framleiddur með FZ aðferð hefur meiri hreinleika og lægra óhreinindi, sem gerir það hentugur til að framleiða hágæða hálfleiðara tæki.
3. Skurður og vinnsla
Skurður:Notaðu demantsvírsög til að skera eina kristalskísilstöng í þunnar sneiðar, þekktar sem oblátur.
Mala og fægja:Mala og pússa niðurskornu sílikonskífuna til að fjarlægja yfirborðsgalla og bæta flatleika hennar og hreinleika.
3 Munurinn á einkristölluðu sílikoni og fjölkristalluðu sílikoni
Helsti munurinn á einkristölluðu sílikoni og fjölkristalluðu sílikoni liggur í uppbyggingu þeirra, eiginleikum og notkun. Einkristallaður sílikon er samsettur úr einni kristalbyggingu, með skipulögðu atómskipulagi og mikilli myndrafvirkni (18% -24%). Það hefur yfirburða rafmagnseiginleika og er hentugur fyrir hágæða ljósafrumur og hálfleiðaratæki, en framleiðslukostnaður er tiltölulega hár. Fjölkristallaður sílikon er samsettur úr mörgum kornum með kornamörkum, sem leiðir til lítillar raforkubreytingar (15% -20%) og lélegra rafeiginleika. Það er aðallega notað fyrir stórfellda ljósvökva með lágum framleiðslukostnaði. Einkristallaður kísill hefur einsleitt útlit og góða fagurfræði, en fjölkristallaður kísill hefur ójafnt útlit.