硅片加工技術

前言

　　目前世界光伏產業(yè)以31.2%的年平均增長率高速發(fā)展，位于全球能源發(fā)電市場增長率的首位，預計到2030年光伏發(fā)電將占世界發(fā)電總量的30%以上，到2050年光伏發(fā)電將成為全球重要的能源支柱產業(yè)。各國根據這一趨勢，紛紛出臺有力政策或制訂發(fā)展計劃，使光伏市場呈現出蓬勃發(fā)展的格局。目前，中國已經有各種光伏企業(yè)超過1000家，中國已成為繼日本、歐洲之后的太陽能電池生產大國。2008年，可以說是中國光伏材料產業(yè)里程碑式的一年。由光伏產業(yè)熱潮催生了上游原料企業(yè)的遍地開花。一批新興光伏企業(yè)不斷擴產，各地多晶硅、單晶硅項目紛紛上馬，使得中國光伏產業(yè)呈現出繁華景象?！　“l(fā)展太陽能光伏產業(yè)，人才是實現產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。硅材料和光伏產業(yè)的快速發(fā)展與人才培養(yǎng)相對滯后的矛盾，造成了越來越多的硅材料及光伏生產企業(yè)人力資源的緊張；人才培養(yǎng)的基礎是課程，而教材對支撐課程質量舉足輕重。作為新開設的專業(yè)，沒有現成的配套教材可資借鑒和參考，編委會根據硅技術專業(yè)崗位群的需要，依托多家硅材料企業(yè)，聘請企業(yè)的工程技術專家開發(fā)和編寫出了硅材料和光伏行業(yè)的系列教材。　　本系列教材以光伏材料的主產業(yè)鏈為主線，涉及硅材料基礎、硅材料的檢測、多晶硅的生產、晶體硅的制取、硅片的加工與檢測、光伏材料的生產設備、太陽能電池的生產技術、太陽能組件的生產技術等?！　”鞠盗薪滩脑诰帉懼校碚撝R方面以夠用實用為原則，淺顯易懂，側重實踐技能的操作。　　本書主要以硅片生產理論為基礎，以當今硅材料生產發(fā)展的現狀為參照，從實際工藝角度對硅片生產全過程進行了比較系統的介紹，旨在使讀者能夠對硅片生產有一個全貌的認識，能具備硅片生產工藝與檢驗的基本知識，并對各種設備和工藝過程有所了解?！　”緯⒅乩碚撆c實踐的緊密結合，以職業(yè)崗位能力為主線貫穿全書，面向工作過程設計教學內容，突出應用性和實踐性?！　”緯勺鳛楦呗毟邔Ｌ柲芄夥a業(yè)硅材料技術專業(yè)學生的教材，同時可作為企業(yè)對員工的崗位培訓教材，也可作為相關專業(yè)的工程技術人員參考學習?！　”緯煽底孕l(wèi)、王麗主編。其中康自衛(wèi)編寫了第1、2、3、4章；樂棟賢編寫了緒論和第5章；張東編寫了第6章；王麗編寫了第7章和相關附錄。本書由陳元進、劉秀瓊主審。參加審稿的老師提出了許多寶貴意見和建議，在此表示衷心的感謝。

內容概要

本書主要從實際工藝的角度對硅片生產全過程進行了比較系統詳細的介紹，包括硅單晶的基本特性和晶體結構，硅片生產設備的種類、性能及其使用方法，硅單晶從滾磨與開方、切割、研磨、拋光、清洗一直到檢驗包裝的整個生產過程與管理，其中針對太陽能硅片的生產有適當的介紹，通過這些介紹，旨在使讀者能夠對硅片生產有一個全貌的認識，能具備硅片生產工藝與檢驗的基本知識，對各種設備儀器和工藝過程有所了解，有條件時可以通過實習掌握部分設備儀器的使用技能。     本書可作為高職高專太陽能光伏產業(yè)硅材料技術專業(yè)的教材，同時也可作為中專、技校和從事硅片生產的企業(yè)員工的培訓教材，還可供相關專業(yè)工程技術人員學習參考。

書籍目錄

緒論 　0.1　硅 　0.2　硅單晶 　0.3　硅片 第1章　晶體滾磨與開方 　1.1　晶體與磨削加工 　1.2　硅片主、副參考面的制作 　1.3　滾磨開方設備 　1.4　滾磨開方工藝過程 　本章小結 　習題 第2章　晶體切割 　2.1　硅單晶晶體結構 　2.2　硅單晶的定向切割 　2.3　硅單晶切割工序相關硅片參數 　2.4　硅單晶內圓切割工藝 　2.5　硅單晶多線切割工藝 　本章小結 　習題 第3章　硅片研磨 　3.1　硅片邊緣倒角 　3.2　硅片研磨工藝及其設備 　3.3　硅片熱處理 　本章小結 　習題 第4章　硅片拋光 　4.1　硅拋光片特性參數 　4.2　硅片的化學減薄 　4.3　硅片拋光方法和設備 　4.4　硅片拋光工藝過程 　本章小結 　習題 第5章　硅片清洗 　5.1　硅片清洗基本概念 　5.2　硅片清洗處理方法 　5.3　硅片清洗工藝 　5.4　純水制備系統簡介 　5.5　化學試劑的安全使用 　本章小結 　習題 第6章　硅片檢驗與包裝 　6.1　硅片檢驗基本知識 　6.2　硅片電學參數檢驗 　6.3　硅片表面取向檢驗 　6.4　硅片幾何參數檢驗 　6.5　硅片表面質量檢驗 　6.6　硅片氧化誘生缺陷檢驗 　6.7　硅片檢驗設備舉例 　6.8　硅片包裝與運輸 　本章小結 　習題 第7章　硅片生產管理與質量控制 　7.1　硅片生產過程管理 　7.2　硅片生產現場管理 　7.3　硅片生產工序控制 　7.4　硅片生產質量分析 　本章小結 　習題 附錄Ⅰ　硅片生產加工名詞術語 附錄Ⅱ　硅片生產加工相關標準 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　硅片在轉動的上、下研磨盤問作行星運動，借助上磨盤的壓力與磨料作相對滑動摩擦，從而實現對硅片表面的磨削，即為雙面磨片機的基本原理?！　、垩心ヒ合到y研磨液系統包括研磨液桶，泵和研磨液傳輸裝置?！　⊙心ヒ河赡チ?、水和助磨劑按一定比例配制而成。和多線切割的砂漿一樣，研磨液也需要進行充分的攪拌，只是遠遠不需要那么長的時間罷了。通常研磨液是現用現配，也可集中配制以便于管理。和多線切割液一樣，研磨液一旦配制也就需要不停地攪拌以避免沉淀并使其均勻。　　每臺磨片機可以配一個小型的帶攪拌的研磨液桶和砂泵，研磨液經過濾后由砂泵抽向磨片機，通過磨片機的傳輸管道輸送到上、下磨盤之間，也就是研磨區(qū)間內，研磨液中的磨料與硅片產生滑動摩擦而達到磨削效果?！　」杵心ビ玫哪チ贤ǔＪ墙饎偵?，按其粒度大小有不同的型號，使用得最多的是W10、W14和W20的金剛砂磨料，這是老標準的分級劃分?，F行國標GB／T2481.2-1998中對磨料的粒度組成、分級及其檢測方法都進行了新的規(guī)范。這個標準將以往w系列的分級方法改為了與國際接軌的F系列分級，硅片研磨常用磨料對應為F500、F600和：F800?！　∧チ狭６却螅ハ魉俣染涂?，但是表面就相對粗糙，研磨損傷層也大；磨料粒度小，磨削速度就慢，但是表面粗糙度有所改善，損傷層也淺，不過太低的磨削速率會使生產效率下降，不適于規(guī)模生產?！　、芸刂葡到y控制系統包括對機器主軸及行星傳動系統運動的控制、上磨盤升降的控制和研磨速率的控制?！　≈鬏S及行星傳動系統的運動靠電機驅動，其轉動方向和轉動速度兩個要素都是可以根據所研磨的硅片類型及工藝狀況而進行改變和調節(jié)的?！　∩夏ケP的升降用氣壓控制，當裝片、卸片及清潔處理磨盤等作業(yè)時，上磨盤升起，進行相應操作，研磨時上磨盤下降到位并與下磨盤作反向轉動?！　⊙心サ乃俾士刂品从吃谠O備上主要是對研磨壓力、磨液流量及磨片機轉速的控制上?！　。?）硅片雙面研磨機工作原理和特點　　在雙面研磨機上，上、下研磨盤作相反方向轉動，硅片在轉動的上、下研磨盤問作既公轉又自轉的行星運動，借助上磨盤的壓力與磨料作相對滑動摩擦，從而實現對硅片正反兩個表面的均勻磨削。　　雙面研磨機具如下特點。　?、俟杵心ビ玫碾p面研磨機采用2～4臺電機驅動，可以對上研磨盤、下研磨盤、齒圈、太陽輪單獨進行調速，使研磨達到最理想的轉速比，其太陽輪相對于其他三個轉速的速比可作無級調速，使游輪可實現正轉、反轉，滿足了不同研磨及修盤工藝的需求。

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