khắc
1) Vào BSG
Các tấm silicon được rửa trong máy làm sạch xích bằng cách nổi trên mặt nước (với mặt sau tiếp xúc với dung dịch axit) để loại bỏ BSG khỏi mặt sau. Thành phần chính của dung dịch axit là 24,5% HF và phương trình phản ứng hóa học chính bao gồm:
HF+SiO2→SiF4+H2O
SiF4+HF→H2SiF6
Sau khi rửa bằng nước và sấy khô bằng dao gió, nó sẽ chuyển sang quy trình tiếp theo. Thiết bị máy làm sạch BSG là một thiết bị bán kín bao gồm bể axit, bể làm sạch nước tinh khiết và hệ thống hút gió cảm ứng để tạo ra môi trường áp suất âm vi mô bên trong thiết bị và thu gom các khí dễ bay hơi.
Ô nhiễm chính trong quá trình này bao gồm khí thải axit (G4) chứa HF được thu gom qua đường ống và đưa về tháp lọc khí thải axit để xử lý. Nước thải có tính axit nồng độ cao chứa axit hydrofluoric (W10) và nước thải làm sạch có tính axit thông thường (W11).
2) Khắc lại
Để cải thiện độ phản xạ của mặt sau tấm wafer silicon, mặt sau của tấm wafer silicon được đánh bóng bằng chất kiềm và chất đánh bóng.
Phần đánh bóng kiềm (6 dòng) bao gồm các module như làm sạch trước, rửa nước, đánh bóng kiềm * 2, làm sạch bằng hydrogen peroxide (dành riêng), micro nhung (dành riêng), làm sạch nước tinh khiết, làm sạch sau, làm sạch nước tinh khiết, rửa axit * 2, rửa bằng nước tinh khiết sau khi rửa axit, kéo chậm trước khi khử nước, sấy khô * 5, v.v. Toàn bộ quá trình khắc ngược được thực hiện tự động, sử dụng cánh tay chuyển để gửi các tấm silicon đã được làm sạch trước đến khu vực cấp liệu của quá trình đánh bóng kiềm máy móc. Các tấm silicon đi qua các bể chống ăn mòn và làm sạch khác nhau trong máy đánh bóng kiềm khép kín tự động thông qua các con lăn. Thiết bị tự động kiểm soát việc bổ sung axit, dung dịch kiềm và nước tinh khiết vào từng mô-đun. Dung dịch axit, kiềm trong bể được bơm vào qua đường ống, nước thải trong bể được thải ra thường xuyên.
3) Làm sạch trước
Sau khi xử lý, tấm wafer silicon đi vào bể làm sạch để loại bỏ chất hữu cơ còn sót lại và đảm bảo bề mặt tấm wafer silicon sạch sẽ, từ đó cải thiện hiệu suất chuyển đổi pin ở một mức độ nhất định. Nhúng các tấm silicon đã nạp vào trong quá trình làm sạch trước, thêm nước tinh khiết vào bể và thêm một lượng dung dịch NaOH hoặc dung dịch làm sạch thích hợp (nồng độ NaOH dự kiến là {{0}}.39%, nồng độ H2O2 là dự kiến là 0,61%) theo tỷ lệ làm sạch ở nhiệt độ cao (60 độ). Thực hiện làm sạch bằng nước tinh khiết sau khi làm sạch trước. Làm sạch bằng nước tinh khiết là làm sạch ngâm tràn, được thực hiện ở nhiệt độ phòng trong 100 giây.
4) Đánh bóng và rửa bằng kiềm
Bể đánh bóng kiềm được trang bị nước tinh khiết, thêm một lượng dung dịch NaOH và phụ gia đánh bóng thích hợp (dung dịch NaOH khoảng 1,6%, nồng độ chất đánh bóng là 0,97%). Sau đó, mặt sau của tấm wafer silicon được đánh bóng ở nhiệt độ hoạt động là 65 độ. Rửa bằng kiềm trước khi tráng bằng nước tinh khiết. Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình ném kiềm như sau:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
Nhiệt độ làm việc của bể rửa kiềm là 65 độ và thời gian rửa kiềm được kiểm soát là 220 giây.
5) Làm sạch sau và sản xuất nhung vi mô
Thêm nước tinh khiết vào bể và thêm lượng dung dịch NaOH và hydro peroxide thích hợp (dung dịch NaOH khoảng {0}},55%, nồng độ hydro peroxide 0,25%) theo tỷ lệ làm sạch ở nhiệt độ phòng. Sau khi vệ sinh, thực hiện vệ sinh bằng nước tinh khiết.
Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình vi nhung như sau:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
6) Rửa axit
Sau khi làm sạch sau, nên sử dụng dung dịch axit loãng ({0}}, 9% HCl và 0,23% HF) để làm sạch có độ tinh khiết cao. Chức năng của HCl là trung hòa NaOH dư, trong khi chức năng của HF là loại bỏ lớp oxit trên bề mặt tấm wafer silicon, làm cho nó kỵ nước hơn và tạo thành phức hợp silicon H2SiF6. Thông qua quá trình tạo phức với các ion kim loại, các ion kim loại được tách ra khỏi bề mặt của tấm bán dẫn silicon, làm giảm hàm lượng ion kim loại và chuẩn bị cho liên kết khuếch tán. Làm sạch bằng nước tinh khiết sau khi rửa axit.
Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình ngâm chua như sau:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Nhiệt độ làm việc của thùng ngâm là ở nhiệt độ phòng và thời gian ngâm được kiểm soát ở mức 100 giây.
7) Sấy khô
Chuyển tấm wafer silicon tinh thể đã khử nước trước được kéo từ từ vào bể sấy và thổi khí nóng lên xuống 90 độ lên tấm wafer để sấy khô bằng cách sử dụng hệ thống sưởi điện.
Trong quy trình ăn mòn ngược nêu trên, các quy trình làm sạch trước, đánh bóng bằng kiềm và sau làm sạch tạo ra nước thải có tính kiềm nồng độ cao chứa natri hydroxit (W12, W14, W16) và nước thải làm sạch có tính kiềm thông thường (W13, W15, W17). Quá trình rửa axit tạo ra nước thải có tính axit nồng độ cao chứa axit clohydric và axit flohydric (W18) và nước thải làm sạch có tính axit thông thường (W19, W20). Hoạt động trên được thực hiện trong máy ném kiềm kín. Quá trình rửa axit sẽ bay hơi và tạo ra khí thải axit (G5) chứa HCl và HF sẽ được thu gom qua đường ống và đưa về tháp rửa khí thải axit để xử lý.
Pha tạp tại chỗ của lắng đọng POPAID
Quy trình POPAID là một kỹ thuật quan trọng để chuẩn bị lớp phủ tấm bằng cách tích hợp các lớp oxit xuyên hầm và các lớp silicon tinh thể pha tạp.
Đầu tiên, tấm bán dẫn silicon đi vào buồng nạp trong điều kiện khí quyển, được vận chuyển vào buồng gia nhiệt trước 300 độ, sau đó đi vào buồng xử lý PO. Lúc này, O2 được vận chuyển đến khối tách khí qua khí quản và được kích hoạt bởi nguồn điện RF để ion hóa. Các ion oxy hóa trên bề mặt của tấm wafer silicon, tạo thành lớp oxit xuyên hầm; Sau đó, wafer silicon đi qua buồng chuyển tiếp và buồng đệm rồi được chuyển vào buồng trả phí. Nguồn trả phí lắng đọng một độ dày nhất định của silicon vô định hình ở mặt sau của chất nền và khí PH3 được đưa vào trong quá trình lắng đọng. Phosphine dạng khí đi vào máy và bị kích thích thành trạng thái ion photpho ở tần số vô tuyến điện áp cao 10kev và 0.5-2kev. Một dòng điện cao áp một chiều được thêm vào giữa nguồn ion và mặt đất, để các ion phốt pho thu được năng lượng thông qua điện trường cao áp. Chiều rộng chùm tia là 420mm, sau đó tấm wafer silicon được chuyển xuống đáy chùm tia. Trong quá trình các nguyên tử của nguồn trả phí bay về phía chất nền, chúng mang ion P hoặc phản ứng với ion P để đạt được sự pha tạp phốt pho tại chỗ.
Phương trình phản ứng chính là: PO+PAID＝POPAID
Quá trình oxy hóa huyết tương (PO): SiH4+O2 → SiO2
Doping tại chỗ được hỗ trợ bằng huyết tương (TRẢ TIỀN): Si (nguồn)+PH3 → n-Si
Sau khi phản ứng kết thúc, nitơ được thổi và ion được bơm vào chất hấp phụ khép kín, với hiệu suất xử lý lên tới 100%. Nồng độ phosphine trước khi vào tháp hấp phụ là 179,05ppm và không phát hiện thấy PH3 sau khi hấp phụ. Dự án này có kế hoạch đấu nối lượng khí thải này vào tháp khí thải DA003 để xử lý rồi thải ra ngoài. Đồng thời, doanh nghiệp dự kiến lắp đặt thiết bị báo động rò rỉ phốt pho tự động với giới hạn phát hiện là 0,1mg/m3.
Phân tích các quá trình sản sinh ô nhiễm: Các quá trình ô nhiễm chính trong quá trình này là Ar, PH3, N2 được đưa vào trong quá trình, được thu gom bằng đường ống chuyên dụng và đưa về tháp lọc khí thải axit để xử lý.