Ki sa ki yon bato Quartz?
A bato kwatzse yon sipò presizyon ki fèt ak silica fizyon ki gen anpil pite, tipikman prezante yon konsepsyon milti-fant. Li itilize pou kenbe waf silikon, substrats semi-kondiktè, oswa lòt materyèl pandan pwosesis tanperati ki wo. Nan fabrikasyon fotovoltaik ak semi-kondiktè, bato kwatz yo se zouti esansyèl pou pwosesis kritik tankou difizyon, depo vapè chimik (CVD), ak rekwi, ki afekte dirèkteman efikasite pwodiksyon an ak rannman pwodwi a.
Fonksyon prensipal yo:
FotovoltaikYo itilize li nan difizyon fosfò (pou fòme jonksyon PN) ak depo kouch pasivasyon pou tranch silikon nan founo tanperati ki wo.
Semi-kondiktèTranspòte waf pandan oksidasyon, grave, ak depo fim mens nan fabrikasyon chip.
Ki jan yo konsevwa ak fabrike yon bato Quartz?
Konsepsyon an nanbato wafer kwatzdwe satisfè kritè sa yo:
-Pite Ultra-Segondè:
Materyèl SiO2 kri a dwe gen yon pite ki depase 99.99% pou evite kontaminasyon.
-Rezistans tanperati ki wo:
Reziste ekspozisyon pwolonje a tanperati ki pi wo pase 1200 ℃ san degradasyon estriktirèl.
-Ekspansyon tèmik ki ba:
Koyefisyan ekspansyon tèmik (CTE) a dwe minimize (≈5.5 10-6/℃) pou anpeche defòmasyon oswa fann.
-Konsepsyon Presizyon Plas:
Tolerans espasman fant kontwole nan ± 0.1mm pou asire chofaj inifòm.
Ki jan yo fabrike yon bato kwatz?
Pirifikasyon materyèl bwit:
Sab kwatz natirèl fonn nan yon founo elektrik a 2000 °C pou retire enpurte tankou Fe, Al, ak Na.
Teknik Fòmasyon:
Usinaj CNC: Zouti gide pa òdinatè skilte fant ak yon presizyon sub-milimèt.
Koule nan Mwazi: Pou jeyometri konplèks, yo vide silika fonn nan mwazi grafit epi yo sinterize li.
Pèfeksyon Sifas:
Polisaj ak zouti dyaman reyalize yon aspè sifas (Ra) <0.5 μm, sa ki minimize adezyon patikil yo.
Lave asid (pa egzanp, HCl) retire kontaminan ki rete yo.
Tès Rijid:
Tès Chòk Tèmik: Rapidman sikle ant 25 ℃ ak 1200 ℃ pou tcheke rezistans fant.
Analiz Pite: Espektrometri mas egzeyat lumineux (GDMS) detekte tras enpurte.
Poukisa bato kwatz yo pa ka ranplase nan endistri sa yo?
Inètite ChimikReziste reyaksyon avèk asid, alkali, klò, ak gaz pwosesis nan tanperati ki wo.
Estabilite tèmikByen siperyè pase metal oswa seramik nan siklaj tèmik rapid akòz CTE ultra-ba.
Transparans optikPèmèt transmisyon limyè UV-IR pou pwosesis CVD foto-asisté.
Konparezon:
Bato Silisyòm Carbide (SiC)Pi gwo pri ak reyaktivite avèk oksijèn (jenere CO2).
Bato grafitRisk kontaminasyon kabòn ki afekte rezistivite wafer la.
Kijan bato kwatz yo fonksyone nan liy pwodiksyon fotovoltaik yo?
Difizyon Fosfò:
Pwosesis: Yo chaje plak Silisyòm yo nan bato kwatz epi yo ekspoze yo a gaz POCl3 nan 850-950 ℃ pou fòme jonksyon PN.
Quartz gen yon rezistans siperyè kont korozyon nan anviwònman agresif POCl3.
Pasivasyon Selilè PERC:
Pwosesis: Kenbe wafer yo pandan depo Al2O3 pou pasivasyon sifas dèyè a, sa ki ogmante efikasite konvèsyon an.
Paramèt kritik: Konsepsyon fant lan asire inifòmite epesè fim nan ≤3%.
Kijan bato kwatz yo asire presizyon nan pwosesis wafer la?
Pwosesis Oksidasyon:
Pwosesis: Yo chaje wafè yo vètikalman nan bato kwatz pou oksidasyon sèk/mouye a 1100 ℃ pou fè kouch SiO2 yo grandi.
Karakteristik Konsepsyon: Mi fant yo gen yon ang 5-10° pou anpeche waf la glise.
Pwosesis CVD yo:
Pwosesis: Pèmèt yon distribisyon inifòm plasma pandan depo Si3N4 oswa polisilikon.
Inovasyon: Desen avanse yo enkòpore chanèl koule gaz pou amelyore konsistans fim nan.
Ki pratik ki pwolonje lavi yon boa kwatz tout pandan y ap minimize tan pann?
Sik Netwayaj:
Chak jou: Netwayaj ak dlo deyonize + jè nèj CO2 retire patikil ki lach yo.
Chak semèn: Immersion nan 5% asid sitrik a 80 ℃ fonn oksid metal yo.
Lis verifikasyon enspeksyon:
Devitrifikasyon: Tach blan sou kwatz endike kristalizasyon; ranplase si kouvèti a depase 5%.
Mikwo-fant: Sèvi ak tès penetran lank pou detekte domaj anba sifas la.
Ki avansman ki pral redefini teknoloji bato kwatz?
Bato ki aktive pa IoT:
Capteur entegre fib Bragg grating (FBG) yo kontwole gradyan tanperati an tan reyèl (presizyon ±1°C).
Kouch Avanse:
Kouch zirkonya (YSZ) ki estabilize ak yttria diminye akimilasyon carbure Silisyòm pa 70% nan reaktè epitaksyal yo.
Fabrikasyon Aditif:
Bato kwatz enprime 3D ak estrikti treyi diminye pwa a pa 40% tout pandan y ap kenbe fòs.
Konklizyon
Soti nan pèmèt fèm solè nan echèl terawatt pou rive nan alimenter revolisyon IA a atravè semi-kondiktè avanse,bato kwatzse chwal travay san pretansyon teknoloji modèn nan. Pandan endistri yo ap pouse limit miniaturizasyon ak efikasite, inovasyon nan konsepsyon bato kwatz ak syans materyèl yo ap rete esansyèl—sa ap pwouve ke menm nan epòk entèlijans atifisyèl ak informatique kwantik, gen kèk materyèl "ansyen lekòl" ki toujou kenbe kle lavni an.
Dat piblikasyon: 20 mas 2025