קוואַרץ באָוט: אַ קריטישער טרעגער אין פאָטאָוואָלטאַיק און האַלב-קאָנדוקטאָר ינדאַסטריז

וואָס איז אַ קוואַרץ שיף?

A קוואַרץ שיףאיז אַ פּרעציזיע טרעגער געמאַכט פֿון הויך-ריינקייט פֿאַרשמעלצטער סיליקאַ, טיפּיש מיט אַ מולטי-שלאָטן פּלאַן. עס ווערט גענוצט צו האַלטן סיליקאָן וועיפערס, האַלב-קאָנדוקטאָר סאַבסטראַטן, אָדער אַנדערע מאַטעריאַלן בעת ​​הויך-טעמפּעראַטור פּראָצעסן. אין פֿאָטאָוואָלטאַיִש און האַלב-קאָנדוקטאָר מאַנופֿאַקטורינג, קוואַרץ שיפֿן זענען וויכטיקע מכשירים פֿאַר קריטישע פּראָצעסן ווי דיפֿוזיע, כעמישע פֿאַרע דעפּאָזיציע (CVD), און אַנילינג, וואָס האָבן אַ דירעקטע השפּעה אויף פּראָדוקציע עפֿעקטיווקייט און פּראָדוקט טראָגן.

קערן פונקציעס:

פאָטאָוואָלטאַיקסגענוצט אין פאָספאָר דיפוזיע (צו פאָרמירן PN דזשאַנקשאַנז) און פּאַסיוואַציע שיכט דעפּאַזישאַן פֿאַר סיליקאָן וועיפערס אין הויך-טעמפּעראַטור אויוון.
האַלב-קאָנדוקטאָרןטראָגט וועיפערס בעת אַקסאַדיישאַן, עטשינג, און דין-פילם דעפּאַזישאַן אין טשיפּ פאַבריקאַציע.

ווי ווערט אַ קוואַרץ שיף דיזיינד און פאַבריצירט?

דער דיזיין פוןקוואַרץ וועיפער שיפלמוז טרעפן די פאלגענדע קריטעריעס:
-אולטרא-הויך ריינקייט:

רויע SiO2 מאַטעריאַל מוז זיין ריינלעך איבער 99.99% צו פאַרמייַדן קאַנטאַמאַניישאַן.

-הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעל:

קענען אויסהאלטן פארלענגערטע אויסשטעלונג צו טעמפּעראַטורן העכער 1200 ℃ אָן סטרוקטורעלע דעגראַדאַציע.

-נידעריקע טערמישע עקספּאַנשאַן:

קאָעפיציענט פון טערמישער יקספּאַנשאַן (CTE) מוז זיין מינימיזירט (≈5.5 10-6/℃) צו פאַרמייַדן וואָרפּינג אָדער קראַקינג.

-פּרעציזיע סלאָט פּלאַן:

שפּאַלט ספּייסינג טאָלעראַנץ קאַנטראָולד ין ± 0.1 מם צו ענשור מונדיר באַהיצונג.

ווי ווערט אַ קוואַרץ שיף פאַבריצירט?

רוי מאַטעריאַל רייניקונג:

נאַטירלעכער קוואַרץ זאַמד ווערט געשמאָלצן אין אַן עלעקטרישן בויגן אויוון ביי 2000°C צו באַזײַטיקן אומריינקייטן ווי Fe, Al, און Na.

פאָרמינג טעקניקס:

CNC מאַשינינג: קאָמפּיוטער-געפירטע מכשירים שניידן סלאָץ מיט סוב-מילימעטער אַקיעראַסי.
פורעם גיסן: פֿאַר קאָמפּלעקסע געאָמעטריעס, ווערט פאַרשמאָלצן סיליקאַ אויסגעגאסן אין גראַפיט פורמען און סינטערד.

ייבערפלאַך פּערפעקציע:

דימענט-געצייג פּאָלירן דערגרייכט אַ ייבערפלאַך ראַפנאַס (Ra) <0.5 μm, מינימיזירנדיק פּאַרטיקל אַדכיזשאַן.
זויער וואַשן (למשל, HCl) אַראָפּנעמען רעשטלעך קאַנטאַמאַנאַנץ.

שטרענגע טעסטינג:

טערמישע שאָק טעסטינג: שנעל ציקאַלד צווישן 25 ℃ און 1200 ℃ צו קאָנטראָלירן ריס קעגנשטעל.
ריינקייט אנאליז: גלאָו דיסטשאַרדזש מאַסע ספּעקטראָמעטרי (GDMS) דעטעקטירט שפּורן פון אומריינקייטן.

פארוואס זענען קוואַרץ שיפן נישט צו פֿאַרבייטן אין די אינדוסטריעס?

כעמישע אינערטקייטקעגנשטעלט זיך קעגן רעאקציעס מיט זויערן, אַלקאַליסן, כלאָר, און פּראָצעס גאַזן ביי הויכע טעמפּעראַטורן.

טערמישע פעסטקייטפיל העכער ווי מעטאַלן אדער קעראַמיק אין שנעלע טערמישע ציקלונג צוליב זייער גאָר נידעריקע CTE.

אָפּטישע טראַנספּאַרענץערלויבט UV-IR ליכט טראַנסמיסיע פֿאַר פאָטאָ-אַסיסטירטע CVD פּראָצעסן.

פאַרגלייַך:

סיליקאָן קאַרבייד (SiC) שיפלהעכערע קאסטן און רעאקטיוויטעט מיט זויערשטאף (דזשענערירט CO2).

גראַפיט שיפלריזיקע פון ​​קוילן קאנטאמינאציע וואס ווירקט אויף וועיפער קעגנשטעל.

ווי פונקציאָנירן קוואַרץ שיפן אין פאָטאָוואָלטאַיק פּראָדוקציע ליניעס?

פאָספאָרוס דיפיוזשאַן:
פּראָצעס: סיליקאָן וועיפערס ווערן אַריינגעלאָדן אין קוואַרץ שיפן און אויסגעשטעלט צו POCl3 גאַז ביי 850-950 ℃ צו פאָרמירן PN דזשאַנקשאַנז.
קוואַרץ האט העכערע קעראָוזשאַן קעגנשטעל קעגן אַגרעסיוו POCl3 סביבות.

PERC צעל פּאַסיוואַציע:
פּראָצעס: האַלט וועיפערס בעת Al2O3 דעפּאַזישאַן פֿאַר הינטער-ייבערפלאַך פּאַסיוואַציע, וואָס פֿאַרשטאַרקט קאָנווערסיע עפעקטיווקייט.
קריטישער פאראמעטער: שפּאַלט פּלאַן ינשורז פילם גרעב יונאַפאָרמאַטי ≤3%.

ווי אזוי זיכערן קוואַרץ-שיפן פּינקטלעכקייט אין וועיפער-פּראַסעסינג?

אָקסידאַציע פּראָצעסן:
פּראָצעס: וואַפֿלען ווערן ווערטיקאַל אײַנגעלאָדן אין אַ קוואַרץ־שיפֿל פֿאַר טרוקענע/נאַסע אָקסידאַציע בײַ 1100 ℃ כּדי צו וואַקסן SiO2־שיכטן.
דיזיין שטריך: שפּאַלט ווענט אַנגגאַלד ביי 5-10° צו פאַרמייַדן ווייפער גליטשן.

CVD פּראָצעסן:
פּראָצעס: ערמעגליכט איינהייטלעכע פּלאַזמע פאַרשפּרייטונג בעת Si3N4 אָדער פּאָליסיליקאָן דעפּאַזישאַן.
כידעש: אַוואַנסירטע דיזיינז אַרייַננעמען גאַז לויפן טשאַנאַלז פֿאַר פֿאַרבעסערטע פילם קאָנסיסטענסי.

וואָס פּראַקטיקעס פֿאַרלענגערן אַ קוואַרץ באָאַ'ס לעבן בשעת מינימיזירן דאַון-טיים?

רייניקונג ציקלען:
טעגלעך: דעיאָניזירט וואַסער + CO2 שניי דזשעט רייניקונג אַראָפּנעמט פרייַ פּאַרטיקלען.

וועכנטלעך: איינטונקען אין 5% ציטרישע זויער ביי 80℃ צעלאָזט מעטאַל אָקסיידן.

דורכקוק טשעקליסט:
דעוויטריפיקאציע: ווייסע פלעקן אויף קוואַרץ ווײַזן אויף קריסטאַליזאַציע; פאַרבײַטן אויב די באַדעקונג איז גרעסער ווי 5%.
מיקראָקראַקס: ניצט פאַרב פּענעטראַנט טעסטינג צו דעטעקט אונטער-ייבערפלאַך חסרונות.

וואָסערע דורכברוכן וועלן איבערדעפינירן קוואַרץ-שיפל טעכנאָלאָגיע?

IoT-ענייבאַלד שיפן:
איינגעבעטעטע פיברע בראַגג גראַטינג (FBG) סענסאָרן מאָניטאָרן רעאַל-צייט טעמפּעראַטור גראַדיענטן (±1°C אַקיעראַסי).

אַוואַנסירטע קאָוטינגז:
יטריאַ-סטאַביליזירטע זירקאָניאַ (YSZ) קאָוטינגז רעדוצירן סיליקאָן קאַרבייד אויפבוי מיט 70% אין עפּיטאַקסיאַל רעאַקטאָרן.

אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג:
3D-געדרוקטע קוואַרץ-שיפן מיט גיטער-סטרוקטורן שניידן וואָג מיט 40% בשעת זיי האַלטן זייער שטאַרקייט.

מסקנא

פון ערמעגלעכן טעראַוואַט-וואָג זונ - פאַרמס ביזן שטופן די קינסטלעכע אינטעליגענץ רעוואָלוציע דורך אַוואַנסירטע האַלב-קאָנדוקטאָרן,קוואַרץ שיףאיז די נישט-פארהאלטענע ארבעטס-פערד פון מאדערנער טעכנאלאגיע. ווי אינדוסטריעס שטופן די גרענעצן פון מיניאטוריזאציע און עפעקטיווקייט, וועלן כידעשים אין קוואַרץ-שיפל-דיזיין און מאַטעריאַל-וויסנשאַפט בלייבן וויכטיק - באַווייזנדיק אז אפילו אין דער תקופה פון קינסטלעכער אינטעליגענץ און קוואַנטום-קאָמפּיוטינג, האַלטן עטלעכע "אַלטמאָדישע" מאַטעריאַלן נאָך די שליסלען צו דער צוקונפט.