குவார்ட்ஸ் படகு: ஒளிமின்னழுத்த மற்றும் குறைக்கடத்தி தொழில்களில் ஒரு முக்கியமான கேரியர்

குவார்ட்ஸ் படகு என்றால் என்ன?

A குவார்ட்ஸ் படகுஉயர்-தூய்மை இணைந்த சிலிக்காவால் ஆன ஒரு துல்லியமான கேரியர் ஆகும், இது பொதுவாக பல-துளை வடிவமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது உயர் வெப்பநிலை செயல்முறைகளின் போது சிலிக்கான் செதில்கள், குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறுகள் அல்லது பிற பொருட்களை வைத்திருக்கப் பயன்படுகிறது. ஒளிமின்னழுத்த மற்றும் குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில், குவார்ட்ஸ் படகுகள் பரவல், வேதியியல் நீராவி படிவு (CVD) மற்றும் அனீலிங் போன்ற முக்கியமான செயல்முறைகளுக்கு அவசியமான கருவிகளாகும், இது உற்பத்தி திறன் மற்றும் தயாரிப்பு மகசூலை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

முக்கிய செயல்பாடுகள்:

ஒளிமின்னழுத்தவியல்: உயர் வெப்பநிலை உலைகளில் சிலிக்கான் செதில்களுக்கான பாஸ்பரஸ் பரவல் (PN சந்திப்புகளை உருவாக்க) மற்றும் செயலற்ற அடுக்கு படிவு ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
குறைக்கடத்திகள்: சிப் தயாரிப்பில் ஆக்சிஜனேற்றம், பொறித்தல் மற்றும் மெல்லிய-படல படிவு ஆகியவற்றின் போது செதில்களை எடுத்துச் செல்கிறது.

குவார்ட்ஸ் படகு எவ்வாறு வடிவமைக்கப்பட்டு தயாரிக்கப்படுகிறது?

வடிவமைப்புகுவார்ட்ஸ் வேஃபர் படகுபின்வரும் அளவுகோல்களை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்:
-மிக உயர்ந்த தூய்மை:

மாசுபடுவதைத் தவிர்க்க, மூல SiO2 பொருள் 99.99% தூய்மையை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.

-அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு:

கட்டமைப்பு சிதைவு இல்லாமல் 1200℃ க்கும் அதிகமான வெப்பநிலைக்கு நீண்டகால வெளிப்பாட்டைத் தாங்கும்.

-குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கம்:

சிதைவு அல்லது விரிசல் ஏற்படுவதைத் தடுக்க வெப்ப விரிவாக்க குணகம் (CTE) குறைக்கப்பட வேண்டும் (≈5.5 10-6/℃).

-துல்லியமான ஸ்லாட் வடிவமைப்பு:

சீரான வெப்பத்தை உறுதி செய்வதற்காக ஸ்லாட் இடைவெளி சகிப்புத்தன்மை ±0.1மிமீக்குள் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

குவார்ட்ஸ் படகு எவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகிறது?

மூலப்பொருள் சுத்திகரிப்பு:

இயற்கையான குவார்ட்ஸ் மணலை 2000°C வெப்பநிலையில் மின்சார வில் உலையில் உருக்கி, Fe, Al மற்றும் Na போன்ற அசுத்தங்களை நீக்குகிறார்கள்.

உருவாக்கும் நுட்பங்கள்:

CNC இயந்திரமயமாக்கல்: கணினி வழிகாட்டப்பட்ட கருவிகள் துணை-மில்லிமீட்டர் துல்லியத்துடன் இடங்களை செதுக்குகின்றன.
அச்சு வார்ப்பு: சிக்கலான வடிவவியலுக்கு, இணைக்கப்பட்ட சிலிக்கா கிராஃபைட் அச்சுகளில் ஊற்றப்பட்டு, வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது.

மேற்பரப்பு முழுமை:

வைர-கருவி மெருகூட்டல் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையை (Ra) <0.5 μm அடைகிறது, இது துகள் ஒட்டுதலைக் குறைக்கிறது.
அமிலக் கழுவுதல் (எ.கா., HCl) எஞ்சியிருக்கும் அசுத்தங்களை நீக்குகிறது.

கடுமையான சோதனை:

வெப்ப அதிர்ச்சி சோதனை: விரிசல் எதிர்ப்பைச் சரிபார்க்க 25℃ முதல் 1200℃ வரை விரைவாக சுழற்சி செய்யப்படுகிறது.
தூய்மை பகுப்பாய்வு: பளபளப்பு வெளியேற்ற நிறை நிறமாலை அளவியல் (GDMS) சுவடு அசுத்தங்களைக் கண்டறிகிறது.

இந்தத் தொழில்களில் குவார்ட்ஸ் படகுகள் ஏன் ஈடுசெய்ய முடியாதவை?

வேதியியல் மந்தநிலை: அதிக வெப்பநிலையில் அமிலங்கள், காரங்கள், குளோரின் மற்றும் செயல்முறை வாயுக்களுடன் வினைகளை எதிர்க்கிறது.

வெப்ப நிலைத்தன்மை: மிகக் குறைந்த CTE காரணமாக விரைவான வெப்ப சுழற்சியில் உலோகங்கள் அல்லது மட்பாண்டங்களை விட மிக உயர்ந்தது.

ஒளியியல் வெளிப்படைத்தன்மை: புகைப்பட உதவியுடன் கூடிய CVD செயல்முறைகளுக்கு UV-IR ஒளி பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கிறது.

ஒப்பீடு:

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) படகு: அதிக செலவு மற்றும் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைத்திறன் (CO2 ஐ உருவாக்குகிறது).

கிராஃபைட் படகு: வேஃபர் எதிர்ப்பைப் பாதிக்கும் கார்பன் மாசுபாட்டின் ஆபத்து.

ஃபோட்டோவோல்டாயிக் உற்பத்தி வரிகளில் குவார்ட்ஸ் படகுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன?

பாஸ்பரஸ் பரவல்:
செயல்முறை: சிலிக்கான் வேஃபர்கள் குவார்ட்ஸ் படகுகளில் ஏற்றப்பட்டு, 850-950℃ வெப்பநிலையில் POCl3 வாயுவுக்கு வெளிப்படுத்தப்பட்டு PN சந்திப்புகளை உருவாக்குகின்றன.
ஆக்கிரமிப்பு POCl3 சூழல்களுக்கு எதிராக குவார்ட்ஸ் சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது.

PERC செல் செயலிழப்பு:
செயல்முறை: பின்-மேற்பரப்பு செயலற்ற தன்மைக்காக Al2O3 படிவின் போது வேஃபர்களைத் தக்கவைத்து, மாற்றத் திறனை அதிகரிக்கிறது.
முக்கியமான அளவுரு: ஸ்லாட் வடிவமைப்பு பட தடிமன் சீரான தன்மையை ≤3% உறுதி செய்கிறது.

வேஃபர் செயலாக்கத்தில் குவார்ட்ஸ் படகுகள் துல்லியத்தை எவ்வாறு உறுதி செய்கின்றன?

ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகள்:
செயல்முறை: SiO2 அடுக்குகளை வளர்க்க 1100℃ வெப்பநிலையில் உலர்ந்த/ஈரமான ஆக்சிஜனேற்றத்திற்காக வேஃபர்கள் செங்குத்தாக குவார்ட்ஸ் படகில் ஏற்றப்படுகின்றன.
வடிவமைப்பு அம்சம்: வேஃபர் வழுக்கலைத் தடுக்க 5-10° கோணத்தில் ஸ்லாட் சுவர்கள்.

CVD செயல்முறைகள்:
செயல்முறை: Si3N4 அல்லது பாலிசிலிக்கான் படிவின் போது சீரான பிளாஸ்மா விநியோகத்தை செயல்படுத்துகிறது.
புதுமை: மேம்பட்ட வடிவமைப்புகள் மேம்பட்ட படல நிலைத்தன்மைக்காக வாயு ஓட்ட சேனல்களை இணைக்கின்றன.

எந்த நடைமுறைகள் குவார்ட்ஸ் போவாவின் ஆயுட்காலத்தை நீட்டித்து, வேலையில்லா நேரத்தைக் குறைக்கின்றன?

சுழற்சிகளை சுத்தம் செய்தல்:
தினமும்: அயனியாக்கம் நீக்கப்பட்ட நீர் + CO2 ஸ்னோ ஜெட் சுத்தம் செய்தல் தளர்வான துகள்களை நீக்குகிறது.

வாராந்திரம்: 80℃ வெப்பநிலையில் 5% சிட்ரிக் அமிலத்தில் மூழ்கடிப்பது உலோக ஆக்சைடுகளைக் கரைக்கிறது.

ஆய்வு சரிபார்ப்புப் பட்டியல்:
துண்டாக்குதல்: குவார்ட்ஸில் உள்ள வெள்ளைப் புள்ளிகள் படிகமயமாக்கலைக் குறிக்கின்றன; கவரேஜ் 5% ஐ விட அதிகமாக இருந்தால் மாற்றவும்.
மைக்ரோகிராக்குகள்: மேற்பரப்பு குறைபாடுகளைக் கண்டறிய சாய ஊடுருவல் சோதனையைப் பயன்படுத்தவும்.

குவார்ட்ஸ் படகு தொழில்நுட்பத்தை என்ன முன்னேற்றங்கள் மறுவரையறை செய்யும்?

IoT-இயக்கப்பட்ட படகுகள்:
உட்பொதிக்கப்பட்ட ஃபைபர் பிராக் கிரேட்டிங் (FBG) சென்சார்கள் நிகழ்நேர வெப்பநிலை சாய்வுகளைக் கண்காணிக்கின்றன (±1°C துல்லியம்).

மேம்பட்ட பூச்சுகள்:
எபிடாக்சியல் உலைகளில் யிட்ரியா-நிலைப்படுத்தப்பட்ட சிர்கோனியா (YSZ) பூச்சுகள் சிலிக்கான் கார்பைடு குவிப்பை 70% குறைக்கின்றன.

சேர்க்கை உற்பத்தி:
லேட்டிஸ் கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட 3D-அச்சிடப்பட்ட குவார்ட்ஸ் படகுகள் வலிமையைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் எடையை 40% குறைக்கின்றன.

முடிவுரை

டெராவாட் அளவிலான சூரிய மின்சக்தி பண்ணைகளை இயக்குவது முதல் மேம்பட்ட குறைக்கடத்திகள் மூலம் AI புரட்சியை இயக்குவது வரை,குவார்ட்ஸ் படகுநவீன தொழில்நுட்பத்தின் அடக்கமான வேலைக்காரர்கள். தொழில்கள் மினியேச்சரைசேஷன் மற்றும் செயல்திறனின் எல்லைகளைத் தள்ளும்போது, ​​குவார்ட்ஸ் படகு வடிவமைப்பு மற்றும் பொருள் அறிவியலில் புதுமைகள் முக்கியமாக இருக்கும் - AI மற்றும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் யுகத்திலும் கூட, சில "பழைய" பொருட்கள் இன்னும் எதிர்காலத்திற்கான திறவுகோல்களைக் கொண்டுள்ளன என்பதை நிரூபிக்கிறது.