텍스처링
벨벳 생산 부문(6개 라인으로 구성)에는 사전 세척, 벨벳 생산 전 순수 세척, 벨벳 생산*3, 벨벳 생산 후 순수 세척, 후 세척, 후 세척 후 순수 세척, 산 세척, 순수 등의 모듈이 포함됩니다. 산 세척 후 물 세척, 천천히 당김 및 사전 탈수 및 건조 * 5. 본 프로젝트의 벨벳 생산 방법은 자동 벨벳 생산을 채택하여 전체 작업 공정이 자동으로 진행됩니다. 사전 세척된 실리콘 웨이퍼는 컨베이어 암을 통해 벨벳 기계의 공급 영역으로 보내집니다. 실리콘 웨이퍼는 롤러를 통해 자동 폐쇄형 벨벳 기계의 다양한 부식 및 세척 탱크를 통과합니다. 장비는 각 모듈의 산, 알칼리 및 순수의 보충을 자동으로 제어합니다. 탱크 안의 산과 알칼리는 파이프라인을 통해 펌핑되고, 탱크 안의 폐수는 정기적으로 배출됩니다(단일 탱크 용량 720L, 48시간마다 교체).
1) 사전 청소
전처리 목적 : 실리콘 웨이퍼 표면에 부착된 불순물(유기, 금속 불순물 등)을 제거하기 위해 NaOH 용액, H2O2 용액을 사용합니다.
로딩된 실리콘 웨이퍼를 전처리조에 순차적으로 담근 후, 탱크에 순수를 첨가하고, 비율에 따라 적당량의 NaOH 용액 또는 세척액을 첨가합니다. (혼합된 NaOH 농도는 0이 될 것으로 예상됩니다. 고온 세척(60도)의 경우 6%, H2O2 농도 1.5% 예상, 자동 추가). 사전 세척은 초음파 세척을 사용합니다. 사전 청소 후 순수 청소를 수행하십시오. 순수 세척은 모두 오버플로우 침지 세척으로 상온에서 진행됩니다.
사전 세척 과정에서 발생하는 화학 반응은 다음과 같습니다.
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) 알칼리 벨벳
목표: 알칼리성 용액으로 실리콘 표면의 이방성 에칭을 수행하여 표면에 5um 크기의 피라미드를 형성합니다. 피라미드 표면은 우수한 광포획 및 반사 방지 효과(10%)를 가지고 있습니다. 알칼리 벨벳은 NaOH 용액과 벨벳 첨가제를 사용합니다.
알칼리 벨벳 탱크에 적당량의 NaOH 용액과 벨벳 첨가제(NaOH 용액 농도 약 {{0}}.6%, 벨벳 첨가제 농도 약 0.4%)를 첨가하면 실리콘 웨이퍼의 표면 장력을 감소시킬 수 있습니다. , 실리콘 웨이퍼와 NaOH 액체 사이의 습윤 효과를 향상시키고, 수소 기포의 방출을 촉진하고, 부식의 이방성을 향상시키고, 피라미드를보다 균일하고 일관되게 만들고, 벨벳의 생산 효과를 향상시킵니다. 스웨이드 형성을 위한 화학 반응 과정은 다음과 같습니다.
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
알칼리 벨벳 탱크의 작동 온도는 82도이고 알칼리 벨벳 시간은 420초로 제어됩니다.
3) 청소 후
알칼리 벨벳 처리 후 실리콘 웨이퍼는 세척 탱크에 들어가 잔류 유기물을 제거하고 실리콘 웨이퍼 표면의 청결을 보장함으로써 배터리 전환 효율을 어느 정도 향상시킵니다. 세척을 위해 로딩된 실리콘 웨이퍼를 담그고 탱크에 순수를 넣은 후 적당량의 NaOH 용액 또는 세척액을 첨가합니다. (NaOH 농도는 0.6%, H2O2 농도는 1.5%로 예상) ) 고온세척용 비율(60도)에 따른다. 세척 후 깨끗한 물로 세척하십시오. 순수 세척은 모두 오버플로우 침지 세척으로 상온에서 수행됩니다.
4) 산 세척
사후 세척 후에는 묽은 산성 용액(3.15% HCl, 7.1% HF)을 사용하여 고순도 세척을 해야 합니다. HCl의 기능은 잔류 NaOH를 중화시키는 것이고, HF의 기능은 실리콘 웨이퍼 표면의 산화물 층을 제거하여 소수성을 높이고 실리콘 복합체 H2SiF6를 형성하는 것입니다. 금속 이온과의 착물화를 통해 금속 이온이 실리콘 웨이퍼 표면에서 분리되어 금속 이온 함량이 감소하고 확산 결합을 준비합니다. 산성 세척 후 순수한 물로 세척하십시오.
산세 공정 중에 발생하는 화학 반응은 다음과 같습니다.
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
산세 탱크의 작동 온도는 상온이고 산세 시간은 120초로 조절됩니다.
5) 천천히 당기기 전 탈수
목적: 결정질 실리콘 웨이퍼 표면의 사전 탈수는 일반적으로 순수 세정 공정의 마지막 단계로 사용됩니다.
순수한 물로 세척한 크리스탈 실리콘 웨이퍼를 느린 당김 홈으로 옮깁니다. 실리콘 웨이퍼는 먼저 순수한 물에 가라앉아 완전히 잠겨집니다. 그런 다음 로봇 팔과 바구니에 의해 천천히 위쪽으로 당겨지며, 표면 장력에 의해 실리콘 웨이퍼의 수막이 아래로 당겨질 수 있습니다.
슬로우 풀 홈은 청소 홈과 슬로우 풀 메커니즘으로 구성되며 반밀폐형입니다. 청소 탱크에는 톱니 모양의 오버플로 포트가 있으며 깨끗한 물은 작동 중에 청소 탱크의 하수를 지속적으로 씻어내어 청소 탱크의 수질을 깨끗하게 유지하고 청소 효과를 얻습니다. 물을 깨끗하게 유지하면 천천히 당길 때 작업 표면에 물방울이 생기지 않으며 건조 중에 워터마크가 생기지 않습니다.
6) 건조
결정질 실리콘 웨이퍼를 건조조로 옮기고 전기 가열을 이용하여 웨이퍼를 상하 90도 방향으로 뜨거운 공기를 불어 건조시킵니다.
위에서 언급한 전세정 및 알칼리성 벨벳 제조 공정에서는 수산화나트륨을 함유한 고농도 알칼리성 폐수(W1, W3, W5)와 일반 알칼리성 세정 폐수(W2, W4, W6)가 생성됩니다. 산세정 공정에서는 염산과 불산이 함유된 고농도 산성폐수(W7)와 일반 산성세정폐수(W8, W9)가 발생하게 됩니다. 위의 작업은 폐쇄형 벨벳 제조기에서 수행됩니다. 산 세척 공정에서는 HF와 HCl이 포함된 산성 폐가스(G1)가 휘발되어 생성되며, 이는 파이프라인을 통해 수집되어 산성 폐가스 세척탑으로 보내져 처리됩니다.
붕소 확산
확산 공정의 목적은 실리콘 웨이퍼에 PN 접합을 형성하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것입니다. PN 접합 제조 장비는 확산로이며, 이 프로젝트는 확산로에서 기체 삼염화붕소를 사용하여 실리콘 웨이퍼를 확산시킵니다. 붕소 원자는 실리콘 웨이퍼로 확산되어 실리콘 웨이퍼 표면에 붕규산 유리 층을 형성합니다. 주요 반응 방정식은 다음과 같습니다.
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si→3SiO2+4B
확산로(Diffusion Furnace)는 전기가열을 이용한 유입구와 배출구를 갖춘 폐쇄형 부압 장비로, 오일프리 건식 기계식 진공펌프가 장착되어 있습니다. 구체적인 공정은 다음과 같습니다. 먼저 확산로의 석영관에 있는 공기를 제거하기 위해 N2의 대량 흐름을 도입하고 확산로를 가열합니다. 용광로 온도가 1050도에 도달하고 일정하게 유지된 후 칩을 석영 보트에 넣고 용광로 입구로 보내 20분간 예열한 다음 항온 구역으로 밀어 넣습니다. 먼저 산소를 도입한 후 확산을 위해 삼염화붕소를 도입합니다. 전체 처리 시간은 180분입니다. 반응 중에 Si와 O2가 모두 과량화되어 BCl3가 완전히 반응하여 C12가 생성되었다. 반응이 완료된 후 N2를 사용하여 장비를 청소하고 자동으로 재료를 배출합니다.
오염발생과정 분석 : 본 공정의 주요 오염과정은 확산과정으로 BCl3가 유입되어 반응하여 잔류산소, 질소 등이 혼합된 염소가스(G2)를 생성하고 이를 전용배관으로 포집하여 송출하는 과정입니다. 처리를 위해 산성 폐가스 세정탑으로 이동합니다. 파이프라인을 통해 수집된 후 산성 폐가스 세정탑으로 보내져 처리됩니다.
SE 레이저 재도핑
레이저 도핑 기술은 금속 게이트 라인(전극)과 실리콘 웨이퍼 사이의 접촉 영역에 고농도 도핑을 하고, 전극 외부에는 가벼운 도핑(저농도 도핑)을 유지합니다. 열확산을 통해 실리콘 웨이퍼 표면에 전확산을 진행하여 Light Doping을 형성하는 공정입니다. 동시에 표면 BSG(붕규산 유리)는 국부적인 레이저 재도핑 소스 역할을 하며 레이저의 국부적인 열 효과를 통해 BSG의 원자가 실리콘 웨이퍼 내부로 빠르게 확산되어 국부적인 재도핑을 형성합니다. 지역.
SE 레이저 공정은 먼지가 많은 배기가스(G3)를 생성하며, 이는 장비에 내장된 집진기로 처리되어 작업장의 상단 배기 시스템(약 15m 높이)을 통해 배출됩니다.
포스트 산화
레이저 SE로 처리된 실리콘 웨이퍼 표면의 붕소 확산면(입사면)의 산화층은 레이저 스폿의 에너지에 의해 파괴됩니다. 알칼리 연마 및 에칭 시 실리콘 웨이퍼의 인 확산면(입사면)을 보호하기 위해 마스크층으로 산화물 층이 필요합니다. 따라서 레이저 SE로 스캔한 표면에 산화막 수리를 수행하는 것이 필요하다.
본 프로젝트는 열산화 방법을 사용하여 SiO2 산화물층을 준비한다. 전체 산화 공정은 폐쇄된 대기압 장비인 산화로에서 전기로 가열됩니다. 먼저, 자동 웨이퍼 로딩 기계를 사용하여 실리콘 웨이퍼를 석영 보트에 로딩합니다. 그런 다음 자동 로봇 팔이 석영 보트를 산화로의 탄화규소 캔틸레버 슬러리 위에 놓습니다. 탄화규소 슬러리는 실리콘 웨이퍼가 적재된 석영 보트를 고온 석영로 튜브로 보냅니다. 석영 보트가 퍼니스 튜브에 들어간 후 퍼니스 도어를 닫고 산화 프로그램을 시작하면 산화로가 자동으로 실행됩니다. 열 산화 과정에서 발생하는 주요 화학 반응은 다음과 같습니다.
Si+O2=SiO2
O2는 고온에서 실리콘 웨이퍼 표면과 반응하여 SiO2를 생성하며, 일정한 양의 질소 가스가 도입되어 일정한 노 튜브 압력을 유지합니다. 실리콘 웨이퍼 표면에 일정한 두께의 SiO2 박층을 형성하기 위해 일정 시간 동안 고온의 산소 흐름을 유지합니다. 공정 매개변수는 산화 온도 750도, 질소 유량 12L/분, 산소 유량 5L/분, 산화 시간 25분입니다. 이 공정에서는 산소와 질소가 포함된 산화폐가스(열풍)가 생성되며, 이는 산화로 배기구를 통해 배출된 후 작업장 상부 고온 배기 시스템을 통해 배출됩니다.