एपिवेफर के लाभ और मौजूदा समस्याओं का विश्लेषण

हाल ही में यह बताया गया है कि जर्मनी में फ्रौनहोफर आईएसई की सहायक कंपनी नेक्सवेफ जीएमबीएच, 120um जितनी कम मोटाई के साथ, पिघलने, क्रिस्टलीकरण, पिंड कास्टिंग या काटने के बिना, एपिवाफर प्रक्रिया के माध्यम से मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर्स विकसित कर रही है, और {{ 1}} प्रतिशत सेल दक्षता। एपिवेफर न केवल उत्पादन लागत को काफी कम करता है, बल्कि एन-टाइप सिंगल क्रिस्टल तकनीक से भी निकटता से मेल खाता है, और भविष्य के टॉपकॉन और हेटेरोजंक्शन प्रौद्योगिकियों के लिए सबसे अच्छी सामग्री होगी।

एपिवेफर क्या है, जिसने कई राजधानियों का पक्ष जीता है और बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रवेश करने वाला है?

एपिवेफर ने कई राजधानियों के पक्ष में जीत हासिल करने के कारणों में से एक यह है कि नेक्सवेफ ने एक अकल्पनीय कहानी सुनाई: पिघलने, क्रिस्टल विकास और टुकड़ा करने की पारंपरिक दिनचर्या द्वारा सिलिकॉन वेफर्स का उत्पादन करने के बजाय, उन्होंने क्लोरोसिलेन, कच्चे माल से सीधे सिलिकॉन वेफर्स का उत्पादन किया। पॉलीसिलिकॉन का।

पारंपरिक सिलिकॉन वेफर उत्पादन प्रक्रिया पहले औद्योगिक सिलिकॉन को उच्च शुद्धता वाले पॉलीसिलिकॉन में शुद्ध करना है, फिर सिलिकॉन सिल्लियां बनाने के लिए क्रिस्टल को पिघलाना और खींचना है, और फिर सिलिकॉन सिल्लियों को स्क्वायर वेफर्स में काट देना है।

औद्योगिक सिलिकॉन से लेकर उच्च शुद्धता वाले पॉलीसिलिकॉन तक, यह भौतिक प्रक्रिया नहीं है जिसकी कल्पना आप अशुद्धियों को पिघलाकर और हटाकर और फिर शुद्ध करके करते हैं, बल्कि औद्योगिक सिलिकॉन को क्लोरोसिलेन में परिवर्तित करते हैं, और फिर इसे पॉलीसिलिकॉन में कम करते हैं। यहां के क्लोरोसिलेन न केवल विस्फोटक हैं, बल्कि अत्यधिक जहरीली गैसें भी हैं, यही वजह है कि आप जो पॉलीसिलिकॉन फैक्ट्री देखते हैं वह एक रासायनिक कारखाने की तरह है।

चित्र: पॉलीसिलिकॉन उत्पादन संयंत्र

इसके अलावा, पिघलने, क्रिस्टल विकास, पिंड गठन और टुकड़ा करने की बाद की प्रक्रियाओं में बड़ी मात्रा में विद्युत ऊर्जा का उपभोग करने की आवश्यकता होती है, और जब बेलनाकार सिलिकॉन रॉड को स्क्वायर सिलिकॉन वेफर्स में काटा जाता है तो बड़ी मात्रा में स्क्रैप उत्पन्न होते हैं। एक साथ कम मूल्य वाली सिलिका मिट्टी बन जाती है)। 5 अप्रैल को, युन्नान ने राष्ट्रीय विकास और सुधार आयोग की आवश्यकताओं के अनुसार बिजली की कीमतों में छूट को रद्द करने की घोषणा की, जिससे सीधे 6 अप्रैल को लोंगी के शेयर की कीमत में 5.51 प्रतिशत की गिरावट आई।

इससे पहले अमेरिका की 1366 टेक्नोलॉजीज ने रूटीन के हिसाब से ताश न खेलने की कहानी सुनाई थी। 1366 का विचार पिघले हुए पॉलीसिलिकॉन को सीधे सिलिकॉन वेफर के डाई में क्रिस्टलीकृत करना है और इसे एक चरण में सिलिकॉन वेफर में बनाना है, क्रिस्टल विकास और काटने के लिए छड़ खींचने जैसे अनावश्यक कदमों को समाप्त करना, और कच्चे माल के नुकसान को बहुत कम करना है। . हालांकि, उच्च लागत और इस तथ्य के कारण इस प्रक्रिया को बढ़ावा नहीं दिया गया है कि एकल क्रिस्टल ने पॉलीक्रिस्टलाइन के लिए एक पूर्ण विकल्प का गठन किया है।

फ्रौनहोफर आईएसई के विचार में, 1366 की प्रक्रिया बहुत जटिल है, और इसे औद्योगिक सिलिकॉन से सिलिकॉन वेफर्स तक और भी सरल बनाया जा सकता है, जैसे डू म्यू के "किंगमिंग फेस्टिवल के दौरान बारिश होती है, और सड़क पर पैदल चलने वाले अपनी आत्मा को तोड़ना चाहते हैं। . क्या मैं पूछ सकता हूँ कि रेस्तरां कहाँ है? चरवाहे ने इशारा किया। "ज़िंगहुआ विलेज" की तरह, यह बहुत लंबा-चौड़ा है और इसे "किंगमिंग बारिश, लोग मर जाते हैं" के रूप में सरल बनाया जा सकता है। शराब कहाँ है? सिंघुआ गांव"

फ्रौनहोफर आईएसई का विचार सीधे औद्योगिक सिलिकॉन से उत्पादित क्लोरोसिलीन से मानक मोटाई वाले व्यक्तिगत वेफर्स का उत्पादन करना है।

चूंकि विनिर्माण मूल्य श्रृंखला में पॉलीसिलिकॉन सामग्री का उत्पादन करने की कोई आवश्यकता नहीं है, और क्रिस्टल खींचने के लिए पॉलीसिलिकॉन सामग्री को पिघलाने की आवश्यकता नहीं है, और बाद में स्लाइसिंग और ट्रिमिंग की कोई आवश्यकता नहीं है, यह न केवल ऊर्जा बचाता है, अपशिष्ट को कम करता है, बल्कि प्रक्रिया को भी सरल करता है। यह मूल्य श्रृंखला होती है मौलिक परिवर्तन के साथ, पारंपरिक वेफर निर्माण प्रक्रिया की तुलना में उत्पादन लागत निश्चित रूप से काफी कम होगी।

यह एपिवेफर है, एक सिलिकॉन वेफर जो एक सरल प्रक्रिया के साथ बनाया गया है।

चित्र: एपिटैक्सियल वेफर (दाएं) पुन: प्रयोज्य बीज वेफर से अलग (बाएं)

विचार जंगली हो सकते हैं, लेकिन व्यवहार में उनका परीक्षण किया जाना चाहिए। क्या फ्रौनहोफर आईएसई का विचार सौर वेफर्स का उत्पादन कर सकता है?

चिंता न करें, एपिवाफर तकनीक फ्रौनहोफर आईएसई का आविष्कार नहीं है। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, एपिवाफर प्रक्रिया पहले से ही वेफर्स के निर्माण का एक परिपक्व तरीका है।

एपिवाफर का चीनी में अनुवाद "सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर" है। 1950 के दशक के उत्तरार्ध से, उच्च-आवृत्ति और उच्च-शक्ति ट्रांजिस्टर के निर्माण में सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर्स का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। विभिन्न अर्धचालक उपकरणों की जरूरतों को पूरा करने के लिए, तदनुसार विभिन्न सिलिकॉन एपिटैक्सी प्रौद्योगिकियों का उत्पादन किया गया है। डिवाइस निर्माण के दृष्टिकोण से, इसे सकारात्मक एपिटॉक्सी और रिवर्स एपिटॉक्सी में विभाजित किया जा सकता है, और रासायनिक संरचना से, इसे होमोएपिटैक्सी और हेटेरोएपिटैक्सी में विभाजित किया जा सकता है।

सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर्स तैयार करने के तरीकों में वाष्प चरण एपिटैक्सी, तरल चरण एपिटॉक्सी, आणविक बीम एपिटेक्सी, और इसी तरह शामिल हैं। उनमें से, रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) आधारित वाष्प चरण एपिटैक्सी सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर्स के उत्पादन के लिए मुख्यधारा की विधि है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले गैस स्रोत SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2 और SiH44 हैं, और SiCl4 स्रोत वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एपिवेफर तकनीक में, सिलिकॉन वेफर्स को क्लोरोसिलेन गैसों के एपिटैक्सियल डिपोजिशन द्वारा मोटी क्रिस्टलीय सिलिकॉन परतों के रूप में गढ़ा जा सकता है, जो तब मानक मोटाई के व्यक्तिगत वेफर्स का उत्पादन करने के लिए अलग हो जाते हैं, या तो एन-टाइप या पी-टाइप डोप्ड सिलिकॉन मोनोलिथ। क्रिस्टल वेफर्स का उत्पादन किया जा सकता है।

सौर सिलिकॉन में इतनी अच्छी तकनीक का उपयोग कैसे नहीं किया गया? यह बहुत ही सरल, कुशल और लागत वाला है। चूंकि सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में एपिवेफर का उपयोग किया गया है, इस बारे में सोचें कि सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग की लागत कितनी बार सौर ऊर्जा की है।

2012 में, जापान की SUMCO, जो दुनिया की दूसरी सबसे बड़ी सेमीकंडक्टर वेफर फैक्ट्री है, ने उच्च लागत के कारण अपने 12- इंच मुख्यधारा के सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर्स का उत्पादन बंद कर दिया। SUMCO के पास सौर सिलिकॉन वेफर्स भी हैं, लेकिन लागत बहुत अधिक होने के कारण वापस ले लिया। हालांकि SUMCO सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर्स की उत्पादन तकनीक में महारत हासिल करता है, लेकिन इसका उपयोग सौर वेफर्स के उत्पादन के लिए नहीं किया जाता है।

तकनीकी रूप से, सौर उद्योग में उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन वेफर्स को अभी भी बिजली उत्पादन की समस्या को हल करने की आवश्यकता है, जो अभी भी इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग से अलग है, और सौर उद्योग में उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन वेफर्स की संख्या अर्धचालक के परिमाण गुणकों के कई आदेश हैं उद्योग। एक सवाल।

यही फ्रौनहोफर आईएसई हल करने की कोशिश कर रहा है।