ข้อดีของตัวรองรับเรือที่ทำจากซิลิคอนคาร์ไบด์เมื่อเทียบกับตัวรองรับเรือที่ทำจากควอตซ์

หน้าที่หลักของเรือซิลิคอนคาร์ไบด์ตัวรองรับและตัวรองรับเรือควอตซ์นั้นเหมือนกันเรือซิลิคอนคาร์ไบด์วัสดุรองรับชนิดนี้มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมแต่ราคาสูง จึงเป็นทางเลือกทดแทนวัสดุรองรับแบบเรือควอตซ์ในอุปกรณ์การผลิตแบตเตอรี่ที่มีสภาวะการทำงานรุนแรง (เช่น อุปกรณ์ LPCVD และอุปกรณ์การแพร่กระจายโบรอน) ส่วนในอุปกรณ์การผลิตแบตเตอรี่ที่มีสภาวะการทำงานปกติ เนื่องจากความสัมพันธ์ด้านราคา วัสดุรองรับแบบเรือซิลิคอนคาร์ไบด์และควอตซ์จึงกลายเป็นสินค้าที่อยู่ร่วมกันและแข่งขันกัน

① ความสัมพันธ์การทดแทนในอุปกรณ์ LPCVD และการแพร่กระจายของโบรอน

อุปกรณ์ LPCVD ใช้สำหรับกระบวนการออกซิเดชันแบบอุโมงค์ของเซลล์แบตเตอรี่และการเตรียมชั้นโพลีซิลิคอนเจือสาร หลักการทำงาน:

ภายใต้บรรยากาศความดันต่ำ ร่วมกับอุณหภูมิที่เหมาะสม จะเกิดปฏิกิริยาเคมีและการก่อตัวของฟิล์มตกตะกอน เพื่อเตรียมชั้นออกไซด์อุโมงค์บางเฉียบและฟิล์มโพลีซิลิคอน ในกระบวนการเตรียมชั้นออกไซด์อุโมงค์และโพลีซิลิคอนเจือปนนั้น ตัวรองรับเรือจะมีอุณหภูมิการทำงานสูง และฟิล์มซิลิคอนจะตกตะกอนบนพื้นผิว ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของควอตซ์แตกต่างจากซิลิคอนมาก เมื่อใช้ในกระบวนการข้างต้น จำเป็นต้องทำการล้างและกำจัดซิลิคอนที่ตกตะกอนบนพื้นผิวอย่างสม่ำเสมอ เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวรองรับเรือควอตซ์แตกเนื่องจากการขยายตัวและการหดตัวทางความร้อนอันเนื่องมาจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างจากซิลิคอน เนื่องจากการล้างบ่อยครั้งและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงต่ำ ทำให้ตัวรองรับเรือควอตซ์มีอายุการใช้งานสั้นและต้องเปลี่ยนบ่อยในกระบวนการเตรียมชั้นออกไซด์อุโมงค์และโพลีซิลิคอนเจือปน ซึ่งจะเพิ่มต้นทุนการผลิตของเซลล์แบตเตอรี่อย่างมาก ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของซิลิคอนคาร์ไบด์ใกล้เคียงกับซิลิคอน วงจรรวมเรือซิลิคอนคาร์ไบด์ตัวยึดนี้ไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการดองในการเตรียมชั้นโพลีซิลิคอนเจือปนและออกซิเดชันในอุโมงค์ มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูงและอายุการใช้งานยาวนาน เป็นทางเลือกที่ดีแทนตัวยึดเรือควอตซ์

อุปกรณ์ขยายตัวของโบรอนส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการเติมธาตุโบรอนลงบนพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอนชนิด N ของเซลล์แบตเตอรี่ เพื่อเตรียมตัวปล่อยประจุชนิด P เพื่อสร้างรอยต่อ PN หลักการทำงานคือการทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีและการก่อตัวของฟิล์มจากการตกตะกอนของโมเลกุลในบรรยากาศอุณหภูมิสูง หลังจากที่ฟิล์มก่อตัวแล้ว จะสามารถแพร่กระจายโดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อทำให้เกิดฟังก์ชันการเติมสารลงบนพื้นผิวเวเฟอร์ซิลิคอน เนื่องจากอุณหภูมิการทำงานสูงของอุปกรณ์ขยายตัวของโบรอน ตัวยึดเรือควอตซ์จึงมีความแข็งแรงต่ออุณหภูมิสูงต่ำและมีอายุการใช้งานสั้นในอุปกรณ์ขยายตัวของโบรอน การรวมเข้าด้วยกันเรือซิลิคอนคาร์ไบด์ตัวยึดนี้มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง และเป็นทางเลือกที่ดีแทนตัวยึดเรือควอตซ์ในกระบวนการขยายตัวของโบรอน

② ความสัมพันธ์ทดแทนในอุปกรณ์กระบวนการอื่นๆ

ตัวรองรับเรือซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) มีกำลังการผลิตที่จำกัดและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม โดยทั่วไปแล้วราคาจะสูงกว่าตัวรองรับเรือควอตซ์ ในสภาพการทำงานทั่วไปของอุปกรณ์การผลิตเซลล์ ความแตกต่างของอายุการใช้งานระหว่างตัวรองรับเรือ SiC และตัวรองรับเรือควอตซ์นั้นมีน้อย ลูกค้าปลายทางส่วนใหญ่จะเปรียบเทียบและเลือกโดยพิจารณาจากราคาและประสิทธิภาพตามกระบวนการและความต้องการของตนเอง ตัวรองรับเรือ SiC และตัวรองรับเรือควอตซ์ได้กลายเป็นสิ่งที่อยู่ร่วมกันและแข่งขันกัน อย่างไรก็ตาม อัตรากำไรขั้นต้นของตัวรองรับเรือ SiC ในปัจจุบันค่อนข้างสูง หากต้นทุนการผลิตของตัวรองรับเรือ SiC ลดลงอย่างต่อเนื่อง ราคาขายของตัวรองรับเรือ SiC ก็จะทำให้ตัวรองรับเรือควอตซ์มีความสามารถในการแข่งขันมากขึ้นเช่นกัน

อัตราส่วนการใช้งาน

เทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นเทคโนโลยี PERC และเทคโนโลยี TOPCon โดยเทคโนโลยี PERC มีส่วนแบ่งการตลาด 88% และเทคโนโลยี TOPCon มีส่วนแบ่งการตลาด 8.3% เมื่อรวมส่วนแบ่งการตลาดของทั้งสองเทคโนโลยีแล้วอยู่ที่ 96.30%

ดังแสดงในรูปด้านล่าง:

ในเทคโนโลยี PERC จำเป็นต้องใช้แท่นรองรับสำหรับกระบวนการแพร่ฟอสฟอรัสด้านหน้าและการอบอ่อน ในเทคโนโลยี TOPCon จำเป็นต้องใช้แท่นรองรับสำหรับกระบวนการแพร่โบรอนด้านหน้า กระบวนการ LPCVD การแพร่ฟอสฟอรัสด้านหลัง และการอบอ่อน ปัจจุบัน แท่นรองรับที่ทำจากซิลิคอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการ LPCVD ของเทคโนโลยี TOPCon และการใช้งานในกระบวนการแพร่โบรอนได้รับการตรวจสอบแล้วเป็นส่วนใหญ่

ภาพประกอบ: การประยุกต์ใช้ตัวรองรับเรือในกระบวนการผลิตเซลล์

หมายเหตุ: หลังจากการเคลือบด้านหน้าและด้านหลังของเทคโนโลยี PERC และ TOPCon แล้ว ยังมีขั้นตอนอื่นๆ เช่น การพิมพ์สกรีน การเผาผนึก การทดสอบ และการคัดแยก ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการใช้แท่นรองรับ และไม่ได้แสดงอยู่ในรูปด้านบน