多晶硅片生产工艺介绍
1.原料准备
多晶硅片的制备主要以硅矿为原料。
硅矿是一种含有较高纯度的二氧化硅的矿石,通常采用开采和浙江两个方法。
开采是通过挖掘硅矿矿体,然后将其破碎成较小的块状。
济洪则是通过化学反应将二氧化硅从硅酸钠溶液中析出。
2.熔炼
将多晶硅片的原料,即硅矿通过高温熔炼的方式得到多晶硅。
这个过程通过将硅矿与炭混合在一起,并加入熔剂(如氯化铝或氯化钠)进行反应,从而产生气相SiCl4、然后,将SiCl4通过沉淀反应与氢气反应得到纯的多晶硅。
3.铸造
将熔融的多晶硅倒入铸模中,并冷却硬化形成多晶硅的块状。
通常使用的铸模是由石墨制成的,具有良好的热传导性和耐高温特性。
在铸造过程中,多晶硅的结晶体会固化并生成晶界,形成多晶硅。
4.切割
经过铸造得到的多晶硅块需要进一步切割成薄片,即多晶硅片。
切割方法通常使用线切割或磨削切割两种。
线切割是通过将钢丝用电流加热,然后通过刀片的压力将多晶硅切割成薄片。
磨削切割则是使用砂轮将多晶硅块磨削成薄片。
5.切割后处理
切割得到的多晶硅片通常会经过一系列的后处理工艺。
这些工艺包括腐蚀、取样、清洗等。
腐蚀是为了去除硅片表面的杂质和缺陷,以提高硅片的品质。
取样是为了检测硅片的纯度和晶格结构。
清洗是为了去除硅片表面的油污和杂质。
6.晶圆制备
切割得到的多晶硅片通常会通过研磨和抛光等工艺来制备晶圆。
研磨是通过使用磨蚀液和砂纸将硅片的表面进行研磨,从而达到平坦度和光洁度的要求。
抛光则是通过使用化学溶液和机械装置将硅片表面进行抛光,以使其表面变得更加平整和光滑。
7.器件制备
晶圆制备完成后,可以通过一系列工艺步骤来制备具体的硅器件。
这些工艺步骤包括光刻、沉积、蚀刻、离子注入、金属化等。
光刻是使用光刻胶和光影系统将图案投影到晶圆上,从而形成所需的结构。
沉积是将材料沉积在晶圆上,通常使用的方法有化学气相沉积、物理气相沉积和溅射法等。
蚀刻是通过将特定的化学溶液或气体与晶圆表面反应,来去除不需要的材料。
离子注入是将特定的离子注入晶圆中,以改变其电学或光学性能。
金属化是在晶圆表面沉积金属,以形成电极或导线等。
通过以上的生产工艺步骤,可以制备出符合要求的多晶硅片,并用于制备各种硅器件。
多晶硅片广泛应用于太阳能电池、集成电路等高科技领域。