1概述

應用
矽片製成的晶元是有名的「神運算元」,有著驚人的運算能力。無論多麼複雜的數學問題、物理問題和工程問題,也無論計算的工作量有多大,工作人員只要通過計算機鍵盤把問題告訴它,並下達解題的思路和指令,計算機就能在極短的時間內把答案告訴你。這樣,那些人工計算需要花費數年、數十年時間的問題,計算機可能只需要幾分鐘就可以解決。甚至有些人力無法計算出結果的問題,計算機也能很快告訴你答案。
晶元又是現代化的微型「知識庫」,它具有神話般的存儲能力,在針尖大小的矽片上可以裝入一部24卷本的《大英百科全書》。如今世界上的圖書、雜誌已多達3000多萬種,而且每年都要增加50多萬種,可謂浩如煙海。德國未來學家拜因豪爾指出:「今天的科學家,即使整日整夜地工作,也只能閱讀本專業全部出版物的5%。」出路何在呢?唯一的辦法就是由各個圖書情報資料中心負責把各種情報存入矽片存儲器,並用通信線路將其連接成網。這樣,科技人員要查找某種資料和數據時,只要坐在辦公室里操作計算機鍵盤,立即就會在計算機的熒光屏上顯示出所要查詢的內容。
微電子晶元進入醫學領域,使古老的醫學青春煥發,為人類的醫療保健事業不斷創造輝煌。
微電子晶元的「魔力」還在於,它可以使盲人復明,聾人復聰,啞人說話和假肢能動,使全世界數以千萬計的殘疾者得到光明和希望。
微電子技術在航空航天、國防和工業自動化中的無比威力更是眾所皆知的事實。在大型電子計算機的控制下,無人飛機可以自由地在藍天飛翔;人造衛星、宇宙飛船、太空梭可以準確升空、飛行、定位,並自動向地面發回各種信息。在電子計算機的指揮下,火炮、導彈可以彈無虛發,準確擊中目標,甚至可以準確擊中空中快速移動目標,包括敵方正在飛行中的導彈。工業中廣泛使用計算機和各種感測技術,可以節省人力,提高自動化程度及加工精度,大大提高勞動生產效率。機器人已在許多工業領域中出現。它們不僅任勞任怨,而且工作速度快、精確度高,甚至在一些高溫、水下及危險工段工種中也能衝鋒陷陣,一往無前,智能機器人也開始顯示出不凡的身手。有效的組織配合和強烈的射門意識都令人拍手叫絕。戰勝了世界頭號特級國際象棋大師。它的精彩表演表明,智能計算機已發展到了一個嶄新的階段。

2工藝

新型線鋸系統
現況
為了滿足市場對於更低成本和更高生產力的要求,新一代線鋸必須提升切割速度,使用更長的硅塊從而提高切割荷載。更細的切割線和更薄的矽片都提升了生產力,同時,先進的工藝控制可以管理切割線拉力以此保持切割線的牢固性。
使用不止一組切割切割線是在保持速度的前提下提高機台產量的一個創新方法。應用材料公司最新的MaxEdge 系統採用了獨特的兩組獨立控制的切割組件。
MaxEdge是業界第一個專門設計使用細切割線的線鋸系統 ,最低可達到80μm。相對於業界領先的應用材料公司HCT B5線鋸系統,這些改進減少了硅料損失使產量提高多達50%。
更高生產力的線鋸系統在同樣的矽片產量下可以減少機台數量。因此,製造商可以大幅降低設備、操作人員和維護的成本。
降低矽片的消耗量也就是直接降低了太陽能電力的每瓦成本。
線鋸產品市場
矽片供應商和希望自己控制切片工藝的整合晶體硅光伏組件生產商都需要使用線鋸設備。單晶硅和多晶硅光伏技術都需要使用到它。
大多數光伏線鋸設備是矽片供應商購買的。他們一般生長硅錠或者硅塊、將硅原料切合處理成矽片,最終銷售給光伏電池製造商用於製造電池。業界最成功的應用材料公司HCT B5線鋸系統的裝機量超過500台,是光伏切片領域的標杆產品。
結論
在光伏領域,線鋸技術的進步縮小了矽片厚度並降低了切割過程中的材料損耗,從而減少了太陽能電力的硅材料消耗量。(因此,線鋸技術對於降低太陽能每瓦成本並最終促使其達到電網平價起到了至關重要的作用。最新最先進的線鋸技術帶來了很多創新,提高了生產力並通過更薄的矽片減少了硅材料的消耗。

3清潔

分類
物理清洗
物理清洗有三種方法。①刷洗或擦洗:可除去顆粒污染和大多數粘在片子上的薄膜。②高壓清洗:是用液體噴射片子表面,噴嘴的壓力高達幾百個大氣壓。高壓清洗靠噴射作用,片子不易產生划痕和損傷。但高壓噴射會產生靜電作用,靠調節噴嘴到片子的距離、角度或加入防靜電劑加以避免。③超聲波清洗:超聲波聲能傳入溶液,靠氣蝕作用洗掉片子上的污染。但是,從有圖形的片子上除去小於 1微米顆粒則比較困難。將頻率提高到超高頻頻段,清洗效果更好。
化學清洗
化學清洗是為了除去原子、離子不可見的污染,方法較多,有溶劑萃取、酸洗(硫酸、硝酸、王水、各種混合酸等)和等離子體法等。其中雙氧水體系清洗方法效果好,環境污染小。一般方法是將矽片先用成分比為H2SO4:H2O2=5:1或4:1的酸性液清洗。清洗液的強氧化性,將有機物分解而除去;用超純水沖洗后,再用成分比為H2O:H2O2:NH4OH=5:2:1或5:1:1或7:2:1的鹼性清洗液清洗,由於H2O2的氧化作用和NH4OH的絡合作用,許多金屬離子形成穩定的可溶性絡合物而溶於水;然後使用成分比為H2O:H2O2:HCL=7:2:1或5:2:1的酸性清洗液,由於H2O2的氧化作用和鹽酸的溶解,以及氯離子的絡合性,許多金屬生成溶於水的絡離子,從而達到清洗的目的。
放射示蹤原子分析和質譜分析表明,採用雙氧水體系清洗矽片效果最好,同時所用的全部化學試劑 H2O2、NH4OH、HCl能夠完全揮發掉。用H2SO4和H2O2清洗矽片時,在矽片表面會留下約2×1010原子每平方厘米的硫原子,用后一種酸性清洗液時可以完全被清除。用H2O2體系清洗矽片無殘留物,有害性小,也有利於工人健康和環境保護。矽片清洗中用各步清洗液處理后,都要用超純水徹底沖洗。

4發展

科學技術的發展不斷推動著半導體的發展。自動化和計算機等技術發展,使矽片(集成電路)這種高技術產品的造價已降到十分低廉的程度。一台微型電子計算機的售價,也只不過數百元人民幣。這樣就為電子計算機進入千家萬戶鋪平了道路。使我們的生活越來越現代化。
當然,晶元給家庭帶來的變化還遠不止於此,隨著電子化家庭的增多,一種新的生產生活方式--「家庭工業」和「家庭辦公室」正在產生。將來,坐在家裡操作機器、指揮生產、管理公司和工廠,將成為為期不遠的現實。
說起硅,我們就不得不提下中國賽維了!
線鋸的發展史
第一台實用的光伏切片機台誕生於1980年代,它源於Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。Charles Hauser博士是瑞士HCT切片系統的創辦人,也就是現在的應用材料公司PWS精確矽片處理系統事業部的前身。這些機台使用切割線配以研磨漿來完成切割動作。今天,主流的用於硅錠和矽片切割的機台的基本結構仍然源於Charles Hauser 博士最初的機台,不過在處理載荷和切割速度上已經有了顯著的提高。
現代線鋸的核心是在研磨漿配合下用於完成切割動作的超細高強度切割線。最多可達1000條切割線相互平行的纏繞在導線輪上形成一個水平的切割線「網「。馬達驅動導線輪使整個切割線網以每秒5到25米的速度移動。切割線的速度、直線運動或來回運動都會在整個切割過程中根據硅錠的形狀進行調整。在切割線運動過程中,噴嘴會持續向切割線噴射含有懸浮碳化硅顆粒的研磨漿。
硅塊被固定於切割台上,通常一次4塊。切割台垂通過運動的切割線切割網,使硅塊被切割成矽片(圖2)。切割原理看似非常簡單,但是實際操作過程中有很多挑戰。線鋸必須精確平衡和控制切割線直徑、切割速度和總的切割面積,從而在矽片不破碎的情況下,取得一致的矽片厚度,並縮短切割時間。

減少硅料消耗

對於以矽片為基底的光伏電池來說,晶體硅(c-Si)原料和切割成本在電池總成本中佔據了最大的部分。光伏電池生產商可以通過在切片過程中節約硅原料來降低成本。降低截口損失可以達到這個效果,截口損失主要和切割線直徑有關,是切割過程本身所產生的原料損失。提升機台產量。
讓矽片變得更薄同樣可以減少硅原料消耗。在過去的十多年中,矽片厚度將變成 100μm. 減少矽片厚度帶來的效益是驚人的,從330μm 到 130μm,光伏電池製造商最多可以降低總體硅原料消耗量多達60%。

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