কোয়ার্টজ নৌকা: ফটোভোলটাইক এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ বাহক

কোয়ার্টজ নৌকা কী?

A কোয়ার্টজ নৌকাএটি উচ্চ-বিশুদ্ধতাযুক্ত ফিউজড সিলিকা দিয়ে তৈরি একটি নির্ভুল বাহক, যা সাধারণত মাল্টি-স্লট ডিজাইনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত। এটি উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়ার সময় সিলিকন ওয়েফার, সেমিকন্ডাক্টর সাবস্ট্রেট বা অন্যান্য উপকরণ ধরে রাখতে ব্যবহৃত হয়। ফটোভোলটাইক এবং সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে, কোয়ার্টজ নৌকাগুলি প্রসারণ, রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) এবং অ্যানিলিংয়ের মতো গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলির জন্য অপরিহার্য হাতিয়ার, যা সরাসরি উৎপাদন দক্ষতা এবং পণ্যের ফলনকে প্রভাবিত করে।

মূল কার্যাবলী:

ফটোভোলটাইক: উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লিতে সিলিকন ওয়েফারের জন্য ফসফরাস বিস্তার (পিএন জংশন তৈরি করতে) এবং প্যাসিভেশন স্তর জমাতে ব্যবহৃত হয়।
সেমিকন্ডাক্টর: চিপ তৈরিতে জারণ, খোদাই এবং পাতলা-ফিল্ম জমার সময় ওয়েফার বহন করে।

কিভাবে একটি কোয়ার্টজ নৌকা ডিজাইন এবং তৈরি করা হয়?

এর নকশাকোয়ার্টজ ওয়েফার নৌকানিম্নলিখিত মানদণ্ড পূরণ করতে হবে:
-অতি-উচ্চ বিশুদ্ধতা:

দূষণ এড়াতে কাঁচা SiO2 উপাদানের বিশুদ্ধতা 99.99% অতিক্রম করতে হবে।

-উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ:

কাঠামোগত অবক্ষয় ছাড়াই ১২০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রায় দীর্ঘক্ষণ ধরে থাকা সহ্য করুন।

-নিম্ন তাপীয় প্রসারণ:

বিকৃতি বা ফাটল রোধ করার জন্য তাপীয় প্রসারণের সহগ (CTE) অবশ্যই কমিয়ে আনতে হবে (≈5.5 10-6/℃)।

-যথার্থ স্লট ডিজাইন:

সমান গরম নিশ্চিত করার জন্য স্লট স্পেসিং সহনশীলতা ±0.1 মিমি এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত।

কোয়ার্টজ নৌকা কিভাবে তৈরি করা হয়?

কাঁচামাল পরিশোধন:

প্রাকৃতিক কোয়ার্টজ বালি একটি বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেসে ২০০০°C তাপমাত্রায় গলিয়ে Fe, Al এবং Na এর মতো অমেধ্য দূর করা হয়।

গঠন কৌশল:

সিএনসি মেশিনিং: কম্পিউটার-নির্দেশিত সরঞ্জামগুলি সাব-মিলিমিটার নির্ভুলতার সাথে স্লট খোদাই করে।
ছাঁচ ঢালাই: জটিল জ্যামিতির জন্য, মিশ্রিত সিলিকা গ্রাফাইট ছাঁচে ঢেলে সিন্টার করা হয়।

সারফেস পারফেকশন:

ডায়মন্ড-টুল পলিশিং পৃষ্ঠের রুক্ষতা (Ra) <0.5 μm অর্জন করে, কণার আনুগত্য কমিয়ে দেয়।
অ্যাসিড ধোয়া (যেমন, HCl) অবশিষ্ট দূষক অপসারণ করে।

কঠোর পরীক্ষা:

তাপীয় শক পরীক্ষা: ফাটল প্রতিরোধ পরীক্ষা করার জন্য 25℃ এবং 1200℃ এর মধ্যে দ্রুত সাইকেল চালানো হয়।
বিশুদ্ধতা বিশ্লেষণ: গ্লো ডিসচার্জ মাস স্পেকট্রোমেট্রি (GDMS) অমেধ্যের ট্রেস সনাক্ত করে।

এই শিল্পগুলিতে কোয়ার্টজ নৌকাগুলি কেন অপরিবর্তনীয়?

রাসায়নিক জড়তা: উচ্চ তাপমাত্রায় অ্যাসিড, ক্ষার, ক্লোরিন এবং প্রক্রিয়া গ্যাসের সাথে বিক্রিয়া প্রতিরোধ করে।

তাপীয় স্থিতিশীলতা: অতি-নিম্ন CTE-র কারণে দ্রুত তাপীয় সাইক্লিংয়ে ধাতু বা সিরামিকের তুলনায় অনেক উন্নত।

অপটিক্যাল ট্রান্সপারেন্সি: ফটো-সহায়তাপ্রাপ্ত সিভিডি প্রক্রিয়াগুলির জন্য UV-IR আলো সংক্রমণের অনুমতি দেয়।

তুলনা:

সিলিকন কার্বাইড (SiC) নৌকা: অক্সিজেনের সাথে উচ্চ খরচ এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা (CO2 উৎপন্ন করে)।

গ্রাফাইট নৌকা: কার্বন দূষণের ঝুঁকি যা ওয়েফার প্রতিরোধ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।

ফটোভোলটাইক উৎপাদন লাইনে কোয়ার্টজ নৌকাগুলি কীভাবে কাজ করে?

ফসফরাস বিস্তার:
প্রক্রিয়া: সিলিকন ওয়েফারগুলিকে কোয়ার্টজ নৌকায় লোড করা হয় এবং 850-950℃ তাপমাত্রায় POCl3 গ্যাসের সংস্পর্শে এনে PN জংশন তৈরি করা হয়।
আক্রমণাত্মক POCl3 পরিবেশের বিরুদ্ধে কোয়ার্টজের উচ্চতর জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

PERC সেল প্যাসিভেশন:
প্রক্রিয়া: ব্যাক-সারফেস প্যাসিভেশনের জন্য Al2O3 জমার সময় ওয়েফার ধরে রাখে, রূপান্তর দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি: স্লট ডিজাইন ফিল্মের পুরুত্বের অভিন্নতা ≤3% নিশ্চিত করে।

কোয়ার্টজ নৌকাগুলি কীভাবে ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণে নির্ভুলতা নিশ্চিত করে?

জারণ প্রক্রিয়া:
প্রক্রিয়া: SiO2 স্তর বৃদ্ধির জন্য ওয়েফারগুলিকে 1100℃ তাপমাত্রায় শুষ্ক/ভেজা জারণের জন্য কোয়ার্টজ নৌকায় উল্লম্বভাবে লোড করা হয়।
নকশা বৈশিষ্ট্য: ওয়েফার পিছলে যাওয়া রোধ করার জন্য স্লট ওয়ালগুলি 5-10° কোণে স্থাপন করা হয়েছে।

সিভিডি প্রক্রিয়া:
প্রক্রিয়া: Si3N4 বা পলিসিলিকন জমার সময় অভিন্ন প্লাজমা বিতরণ সক্ষম করে।
উদ্ভাবন: উন্নত ডিজাইনে ফিল্মের ধারাবাহিকতার জন্য গ্যাস প্রবাহ চ্যানেল অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে।

কোন কোন অভ্যাস কোয়ার্টজ বোয়ার জীবনকাল বাড়ায় এবং ডাউনটাইম কমিয়ে দেয়?

পরিষ্কারের চক্র:
প্রতিদিন: ডিওয়াইনাইজড জল + CO2 স্নো জেট পরিষ্কারের মাধ্যমে আলগা কণা অপসারণ করা হয়।

সাপ্তাহিক: ৮০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে ৫% সাইট্রিক অ্যাসিডে ডুবিয়ে রাখলে ধাতব অক্সাইড দ্রবীভূত হয়।

পরিদর্শন চেকলিস্ট:
বিভাজন: কোয়ার্টজের উপর সাদা দাগ স্ফটিকীকরণ নির্দেশ করে; কভারেজ ৫% এর বেশি হলে প্রতিস্থাপন করুন।
মাইক্রোক্র্যাকস: পৃষ্ঠের নীচের ত্রুটিগুলি সনাক্ত করতে ডাই পেনিট্রেন্ট টেস্টিং ব্যবহার করুন।

কোয়ার্টজ নৌকা প্রযুক্তিকে কোন কোন অগ্রগতি পুনঃসংজ্ঞায়িত করবে?

আইওটি-সক্ষম নৌকা:
এমবেডেড ফাইবার ব্র্যাগ গ্রেটিং (FBG) সেন্সরগুলি রিয়েল-টাইম তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট (±1°C নির্ভুলতা) পর্যবেক্ষণ করে।

উন্নত আবরণ:
ইট্রিয়া-স্ট্যাবিলাইজড জিরকোনিয়া (YSZ) আবরণ এপিট্যাক্সিয়াল রিঅ্যাক্টরে সিলিকন কার্বাইড জমার পরিমাণ ৭০% কমিয়ে দেয়।

সংযোজন উৎপাদন:
জালি কাঠামোযুক্ত 3D-প্রিন্টেড কোয়ার্টজ নৌকাগুলি শক্তি বজায় রেখে ওজন 40% কমায়।

উপসংহার

টেরাওয়াট-স্কেল সৌর খামার সক্ষম করা থেকে শুরু করে উন্নত সেমিকন্ডাক্টরের মাধ্যমে এআই বিপ্লবকে শক্তি প্রদান করা,কোয়ার্টজ নৌকাআধুনিক প্রযুক্তির অতুলনীয় ওয়ার্কহর্স। শিল্পগুলি ক্ষুদ্রাকৃতি এবং দক্ষতার সীমানা ঠেলে দেওয়ার সাথে সাথে, কোয়ার্টজ নৌকা নকশা এবং পদার্থ বিজ্ঞানের উদ্ভাবনগুলি গুরুত্বপূর্ণ থাকবে - প্রমাণ করে যে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের যুগেও, কিছু "পুরাতন" উপকরণ এখনও ভবিষ্যতের চাবিকাঠি ধারণ করে।