EpiWaferin etujen ja olemassa olevien ongelmien analyysi

Äskettäin on raportoitu, että NexWafe GmbH, Fraunhofer ISE:n saksalainen tytäryhtiö, kehittää monokiteisiä piikiekkoja EpiWafer-prosessilla ilman sulatusta, kiteyttämistä, harkkovalua tai leikkaamista, joiden paksuus on vain 120 um, ja on saavuttanut {{ 1}} prosentin kennon tehokkuus. EpiWafer ei ainoastaan ​​vähennä merkittävästi tuotantokustannuksia, vaan myös vastaa tiiviisti n-tyypin yksikideteknologiaa ja tulee olemaan paras materiaali tuleville TOPCon- ja heteroliitostekniikoille.

Mikä on monien pääkaupunkien suosion voittanut EpiWafer, joka on siirtymässä massatuotantoon?

Yksi syy siihen, miksi EpiWafer on voittanut monien pääkaupunkien suosion, on se, että NexWafe kertoi käsittämättömän tarinan: sen sijaan, että ne olisivat valmistaneet piikiekkoja perinteisellä sulatus-, kiteenkasvatus- ja viipalointirutiinilla, ne tuottivat nerokkaasti piikiekkoja suoraan raaka-aineesta kloorisilaanista. polypiistä.

Perinteinen piikiekkojen tuotantoprosessi on ensin puhdistaa teollinen pii erittäin puhtaaksi polypiiksi, sitten sulattaa ja vetää kiteitä piiharkkojen valmistamiseksi ja sitten leikata piiharkot neliömäisiksi kiekoiksi.

Teollisesta piistä erittäin puhtaaseen polypiiin, se ei ole fyysinen prosessi, jota kuvittelet sulattamalla ja poistamalla epäpuhtaudet ja sitten puhdistamalla, vaan muuntamalla teollisen piin kloorisilaaniksi ja pelkistämällä sen sitten polypiiksi. Täällä olevat kloorisilaanit eivät ole vain räjähtäviä, vaan myös erittäin myrkyllisiä kaasuja, minkä vuoksi näkemäsi polypiitehdas on kuin kemiantehdas.

Kuvassa: polypiin tuotantolaitos

Lisäksi myöhemmät sulamis-, kiteiden kasvu-, harkonmuodostus- ja viipalointiprosessit tarvitsevat suuren määrän sähköenergiaa, ja suuri määrä romuja syntyy, kun sylinterimäinen piisauva leikataan neliömäisiksi piikiekoiksi. yhdessä tulee vähäarvoista piidioksidilietettä). Yunnan ilmoitti 5. huhtikuuta sähkön hintaalennusten peruuttamisesta kansallisen kehitys- ja uudistuskomission vaatimusten mukaisesti, mikä johti suoraan LONGin osakekurssin 5,51 prosentin laskuun 6. huhtikuuta.

Aikaisemmin 1366 Technologies of the United States kertoi tarinan siitä, että korttia ei pelattu rutiinin mukaan. 1366:n ideana on kiteyttää sula polypii suoraan piikiekon suulakkeessa ja muodostaa siitä piikiekko yhdessä vaiheessa, mikä eliminoi ylimääräiset vaiheet, kuten vetotangot kiteiden kasvattamiseen ja leikkaamiseen, ja vähentää huomattavasti raaka-aineiden hävikkiä. . Tätä prosessia ei kuitenkaan ole edistetty korkeiden kustannusten ja sen tosiasian vuoksi, että yksikide on muodostanut ehdottoman monikiteisen korvikkeen.

Fraunhofer ISE:n näkemyksen mukaan vuoden 1366 prosessi on liian monimutkainen, ja sitä voidaan yksinkertaistaa entisestään teollisesta piistä piikiekkoihin, aivan kuten lukiessa Du Mu:n "Qingming-festivaalin aikana sataa ja jalankulkijat haluavat murtaa sielunsa. . Voinko kysyä missä ravintola on? Paimenpoika huomautti. Kuten "Xinghua Village", se on liian pitkäveteinen ja voidaan yksinkertaistaa nimellä "Qingming rain, ihmiset kuolevat. Missä on viini? Xinghuan kylä"

Fraunhofer ISE:n ideana on valmistaa suoraan standardipaksuisia yksittäisiä kiekkoja teollisesta piistä valmistetuista kloorisilaaneista.

Koska valmistuksen arvoketjussa ei tarvitse tuottaa polypiimateriaalia, eikä polypiimateriaalia tarvitse sulattaa kiteen vetämistä varten, eikä myöhempää viipalointia ja leikkaamista tarvita, se ei vain säästä energiaa, vähentää jätettä, vaan myös yksinkertaistaa prosessia. Tämä arvoketju syntyy Perusteellisen muutoksen myötä tuotantokustannukset ovat varmasti huomattavasti alhaisemmat verrattuna perinteiseen kiekkojen valmistusprosessiin.

Tämä on EpiWafer, piikiekko, joka on valmistettu nerokkaalla prosessilla.

Kuvassa: Epitaksiaalinen kiekko (oikealla) erotettu uudelleen käytettävästä siemenkiekosta (vasemmalla)

Ideat voivat olla villejä, mutta ne on testattava käytännössä. Voiko Fraunhofer ISE:n idea tuottaa aurinkokiekkoja?

Älä huoli, Epiwafer-tekniikka ei ole Fraunhofer ISE:n keksintö. Elektroniikkateollisuudessa Epiwafer-prosessi on jo kypsä menetelmä kiekkojen valmistukseen.

Epiwafer kiinaksi käännettynä on "pii-epitaksiaaltolevy". 1950-luvun lopulta lähtien pii-epitaksiaalisia kiekkoja on käytetty menestyksekkäästi korkeataajuisten ja suuritehoisten transistorien valmistuksessa. Erilaisten puolijohdelaitteiden tarpeiden täyttämiseksi on valmistettu erilaisia ​​piin epitaksiteknologioita vastaavasti. Laitevalmistuksen näkökulmasta se voidaan jakaa positiiviseen ja käänteiseen epitaksiin ja kemiallisesta koostumuksesta homoepitaksiaan ja heteroepitaksiaan.

Menetelmiä piin epitaksiaalisten kiekkojen valmistamiseksi ovat höyryfaasiepitaksia, nestefaasiepitaksia, molekyylisuihkuepitaksia ja vastaavat. Niiden joukossa kemiallinen höyrypinnoitus (CVD) -pohjainen höyryfaasiepitaksi on valtavirran menetelmä piin epitaksiaalisten kiekkojen valmistuksessa. Yleisimmin käytetyt kaasulähteet ovat SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2 ja SiH44, ja SiCl4 on tällä hetkellä laajimmin käytetty.

EpiWafer-teknologiassa piikiekkoja voidaan valmistaa epitaksiaalisella kerrostamalla kloorisilaanikaasuja paksuina kiteisinä piikerroksina, jotka sitten erotetaan kasvatuksen jälkeen yksittäisten standardipaksuisten kiekkojen valmistamiseksi, joko n-tyypin tai p-tyypin seostettuja piimonoliitteja. Voidaan valmistaa kristallikiekkoja.

Miten niin hyvää tekniikkaa ei ole käytetty aurinkopiissä? Se on hyvin yksinkertainen, tehokas ja kallis. Koska EpiWaferia on käytetty puolijohdeelektroniikkateollisuudessa, mieti kuinka monta kertaa puolijohdeelektroniikkateollisuuden kustannukset ovat aurinkoenergian kustannukset.

Vuonna 2012 japanilainen SUMCO, maailman toiseksi suurin puolijohdekiekkotehdas, lopetti 12-tuuman valtavirran pii-epitaksiaalisten kiekkojensa tuotannon korkeiden kustannusten vuoksi. SUMCOlla on myös aurinkopiikiekkoja, mutta se myös vetäytyi, koska hinta oli liian korkea. Vaikka SUMCO hallitsee pii-epitaksiaalisten kiekkojen valmistustekniikan, sitä ei käytetä aurinkokiekkojen valmistukseen.

Teknisesti aurinkoteollisuudessa käytettävien piikiekkojen on vielä ratkaistava sähköntuotannon ongelma, joka on edelleen erilainen kuin elektroniikkateollisuudessa, ja aurinkoteollisuudessa käytettyjen piikiekkojen määrä on puolijohteen useiden suuruusluokkien kerrannaisia. ala. yksi kysymys.

Sitä Fraunhofer ISE yrittää ratkaista.