Teksturalash
Velvet ishlab chiqarish bo'limi (6 qatordan iborat) oldindan tozalash, baxmal ishlab chiqarishdan oldin toza suv bilan yuvish, baxmal ishlab chiqarish * 3, kadife ishlab chiqarishdan keyin toza suv bilan yuvish, keyingi tozalash, tozalashdan keyin toza suv bilan yuvish, kislotali yuvish, sof kabi modullarni o'z ichiga oladi. kislotali yuvishdan keyin suvni yuvish, sekin tortish va oldindan suvsizlantirish va quritish * 5. Ushbu loyihaning kadife ishlab chiqarish usuli avtomatik baxmal ishlab chiqarishni va butun operatsiyani qabul qiladi. jarayon avtomatik ravishda amalga oshiriladi. Oldindan tozalangan kremniy gofretlari konveyer tarmog'i orqali baxmal mashinasining oziqlanish maydoniga yuboriladi. Silikon gofretlar avtomatik yopiq baxmal mashinasida turli xil korroziya va tozalash tanklaridan rulonlar orqali o'tadi. Uskuna har bir modulda kislota, gidroksidi va toza suvni to'ldirishni avtomatik ravishda boshqaradi. Idishlardagi kislota va gidroksidi quvurlar orqali pompalanadi va rezervuarlardagi oqava suvlar muntazam ravishda chiqariladi (bitta rezervuar hajmi 720 l, har 48 soatda almashtiriladi).
1) Oldindan tozalash
Oldindan tozalash maqsadi: kremniy gofretlari yuzasiga yopishgan aralashmalarni (organik va metall aralashmalari va boshqalar) olib tashlash uchun NaOH eritmasi va H2O2 eritmasi qo'llaniladi.
Yuklangan kremniy gofretlarni navbat bilan oldindan tozalash idishiga soling, idishga toza suv qo'shing va nisbatga ko'ra tegishli miqdorda NaOH eritmasi yoki tozalash eritmasini qo'shing (aralash NaOH konsentratsiyasi 0 bo'lishi kutilmoqda. 6%, H2O2 konsentratsiyasi 1,5% bo'lishi kutilmoqda, avtomatik ravishda qo'shiladi) yuqori haroratli tozalash uchun (60 daraja). Oldindan tozalash ultratovushli tozalashdan foydalanadi. Oldindan tozalashdan keyin toza suv bilan tozalashni amalga oshiring. Toza suvni tozalash - bu xona haroratida amalga oshiriladigan to'lib-toshib tozalash.
Oldindan tozalash jarayonida sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalar quyidagilar:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) gidroksidi baxmal
Maqsad: Kremniy yuzasini gidroksidi eritma bilan anizotropik surtish, sirtda 5 um o'lchamdagi piramida hosil qilish. Piramida yuzasi mukammal yorug'likni ushlab turish va aks ettirishga qarshi ta'sirga ega (10%). Ishqoriy baxmal NaOH eritmasi va baxmal qo'shimchalaridan foydalanadi.
Ishqoriy baxmal idishga tegishli miqdorda NaOH eritmasi va baxmal qo'shimchasini qo'shish (NaOH eritmasi konsentratsiyasi taxminan {0}},6%, baxmal qo'shimcha konsentratsiyasi taxminan 0,4%) kremniy gofretlarining sirt tarangligini kamaytirishi mumkin. , kremniy gofretlari va NaOH suyuqligi o'rtasida namlash ta'sirini yaxshilang, vodorod pufakchalarining chiqishiga yordam bering, korroziya anizotropiyasini kuchaytiring, piramida yanada bir xil va izchil bo'lib, baxmalning ishlab chiqarish ta'sirini yaxshilaydi. Süet hosil bo'lishi uchun kimyoviy reaktsiya jarayoni quyidagicha:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
Ishqorli baxmal tankining ish harorati 82 daraja, gidroksidi baxmal vaqti esa 420 s da nazorat qilinadi.
3) Tozalashdan keyin
Ishqoriy baxmal bilan ishlov berishdan so'ng, silikon gofret qoldiq organik moddalarni olib tashlash va silikon gofret yuzasining tozaligini ta'minlash uchun tozalash tankiga kiradi va shu bilan batareyani konvertatsiya qilish samaradorligini ma'lum darajada yaxshilaydi. Yuklangan kremniy gofretlarni tozalash uchun botiring, idishga toza suv qo'shing va tegishli miqdorda NaOH eritmasi yoki tozalash eritmasini qo'shing (NaOH kontsentratsiyasi 0,6%, H2O2 kontsentratsiyasi 1,5% bo'lishi kutilmoqda. ) yuqori haroratli tozalash uchun nisbati bo'yicha (60 daraja). Tozalashdan keyin toza suv bilan tozalang. Toza suvni tozalash - bu xona haroratida amalga oshiriladigan to'lib-toshib tozalash.
4) Kislota bilan yuvish
Tozalashdan keyin yuqori tozalik uchun suyultirilgan kislota eritmasidan (3,15% HCl va 7,1% HF) foydalanish kerak. HCl ning vazifasi qoldiq NaOH ni neytrallash, HF ning vazifasi esa kremniy gofreti yuzasidagi oksid qatlamini olib tashlash, uni gidrofobik qilish va kremniy kompleksi H2SiF6 ni hosil qilishdir. Metall ionlari bilan kompleks hosil qilish orqali metall ionlari kremniy gofreti yuzasidan ajraladi, metall ionlari tarkibini kamaytiradi va diffuziya bog'lanishiga tayyorlanadi. Kislota yuvishdan keyin toza suv bilan tozalang.
Tuzlash jarayonida quyidagi kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
Tuzlash idishining ish harorati xona haroratida, tuzlash vaqti esa 120 soniyada nazorat qilinadi.
5) Suvsizlanishdan oldin sekin torting
Maqsad: kristalli kremniy gofretlari yuzasini oldindan suvsizlantirish odatda toza suvni tozalash jarayonining oxirgi bosqichi sifatida ishlatiladi.
Toza suv bilan tozalangan kristall kremniy gofretni sekin tortiladigan yivga o'tkazing. Kremniy gofreti avval toza suvga cho'kadi va butunlay botiriladi. Keyin, u asta-sekin robot qo'li va savat tomonidan yuqoriga tortiladi va sirt tarangligi kremniy gofretdagi suv plyonkasini pastga tushirishi mumkin.
Sekin tortish yivi tozalovchi yiv va sekin tortish mexanizmidan iborat bo'lib, yarim yopiqdir. Tozalash idishida tishli toshib ketish porti mavjud va toza suv ish paytida tozalash idishidagi kanalizatsiyani doimiy ravishda yuvadi, tozalash idishining suv sifatini toza saqlaydi va tozalash effektiga erishadi; Suv toza bo'lganda, sekin tortilganda ish yuzasida suv tomchilari bo'lmaydi va quritish paytida suv belgisi bo'lmaydi.
6) Quritish
Kristalli kremniy gofretni quritish idishiga o'tkazing va elektr isitish yordamida quritish uchun gofretni yuqoriga va pastga 90 daraja issiq havo bilan puflang.
Yuqorida aytib o'tilgan oldindan tozalash va ishqorli baxmal ishlab chiqarish jarayonida natriy gidroksid (W1, W3, W5) va umumiy gidroksidi tozalash oqava suvlari (W2, W4, W6) bo'lgan yuqori konsentratsiyali gidroksidi oqava suvlar ishlab chiqariladi. Kislota yuvish jarayonida xlorid kislota va gidroflorik kislota (W7) va umumiy kislotali tozalash oqava suvlari (W8, W9) bo'lgan yuqori konsentratsiyali kislotali oqava suvlar hosil bo'ladi. Yuqoridagi operatsiya yopiq baxmal tayyorlash mashinasida amalga oshiriladi. Kislota yuvish jarayoni uchuvchan bo'lib, tarkibida HF va HCl bo'lgan kislotali chiqindi gaz (G1) hosil bo'ladi, ular quvurlar orqali to'planadi va tozalash uchun kislotali chiqindi gaz yuvish minorasiga yuboriladi.
Borning tarqalishi
Diffuziya jarayonining maqsadi yorug'lik energiyasini elektr energiyasiga aylantirishga erishish uchun kremniy gofretda PN birikmasini hosil qilishdir. PN birikmasini ishlab chiqarish uskunasi diffuziya o'choqidir va loyiha diffuziya pechida silikon gofretlarni tarqatish uchun gazsimon bor triklorididan foydalanadi. Bor atomlari kremniy gofretga tarqaladi va kremniy gofret yuzasida borosilikat oynasi qatlamini hosil qiladi. Asosiy reaktsiya tenglamasi:
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si→3SiO2+4B
Diffuziya o'chog'i elektr isitishdan foydalangan holda kirish va chiqish bilan jihozlangan yopiq salbiy bosimli uskuna bo'lib, uskunalar yog'siz quruq mexanik vakuum pompasi bilan birga keladi. Muayyan jarayon quyidagicha: birinchi navbatda, diffuziya pechining kvarts trubkasidagi havoni haydash uchun N2 ning katta oqimi kiritiladi va diffuziya pechi isitiladi. Pechning harorati 1050 darajaga yetib, doimiy bo'lib qolgandan so'ng, chip kvarts qayig'iga joylashtiriladi va 20 daqiqa davomida oldindan qizdirish uchun o'choq og'ziga yuboriladi, so'ngra doimiy harorat zonasiga suriladi. Avval kislorod, so'ngra diffuziya uchun bor trixlorid kiritiladi. Jarayonning umumiy vaqti 180 minut. Reaksiya jarayonida Si ham, O2 ham haddan tashqari ko'p bo'lib, BCl3 to'liq reaksiyaga kirishdi, natijada C12 hosil bo'ldi. Reaktsiya tugagandan so'ng, uskunani tozalash va materialni avtomatik ravishda tushirish uchun N2 dan foydalaning.
Ifloslanishni ishlab chiqarish jarayonini tahlil qilish: Bu jarayonda asosiy ifloslanish jarayoni diffuziya jarayoni bo'lib, u erda BCl3 kiritiladi va xlor gazi (G2) qoldiq kislorod, azot va boshqalar bilan aralashib, maxsus quvur orqali to'planadi va yuboriladi. tozalash uchun kislotali chiqindi gazni tozalash minorasiga. Quvurlar orqali yig'ilgandan so'ng, u tozalash uchun kislotali chiqindi gazni tozalash minorasiga yuboriladi.
SE lazerli qayta doping
Lazerli doping texnologiyasi metall darvoza chizig'i (elektrod) va kremniy gofreti o'rtasidagi aloqa joyida og'ir dopingni o'z ichiga oladi, engil doping (past konsentratsiyali doping) esa elektroddan tashqarida saqlanadi. Oldindan diffuziya kremniy gofretlari yuzasida engil doping hosil qilish uchun termal diffuziya orqali amalga oshiriladi; Shu bilan birga, sirt BSG (borosilikat shisha) mahalliy lazerni qayta doping manbai bo'lib xizmat qiladi va lazerning mahalliy termal ta'siri orqali BSG tarkibidagi atomlar tezda kremniy gofretning ichki qismiga tarqalib, mahalliy qayta doping hosil qiladi. mintaqa.
SE lazer jarayoni changli chiqindi gazini (G3) hosil qiladi, u uskunaning o'rnatilgan chang yig'uvchisi tomonidan tozalanadi va ustaxonaning yuqori chiqarish tizimi orqali chiqariladi (taxminan 15 metr balandlikda).
Oksidlanishdan keyingi
Lazer SE bilan ishlov berilgan kremniy gofret yuzasining bor diffuziya yuzasida (insident yuzasi) oksid qatlami lazer nuqtasining energiyasi bilan yo'q qilinadi. Ishqoriy abraziv parlatish va silliqlash jarayonida kremniy gofretning fosfor diffuziya yuzasini (insident yuzasi) himoya qilish uchun niqob qatlami sifatida oksid qatlami talab qilinadi. Shuning uchun lazer SE bilan skanerlangan sirtda oksid qatlamini ta'mirlashni amalga oshirish kerak.
Ushbu loyiha SiO2 oksidi qatlamini tayyorlash uchun termal oksidlanish usulidan foydalanadi. Butun oksidlanish jarayoni yopiq atmosfera bosimi uskunasi bo'lgan va elektr energiyasi bilan isitiladigan oksidlanish pechida amalga oshiriladi. Birinchidan, kremniy gofret kvarts qayig'iga avtomatik gofret yuklash mashinasi yordamida yuklanadi. Keyinchalik, avtomatik robot qo'l kvarts qayig'ini oksidlanish pechining kremniy karbidli konsolli shlamiga joylashtiradi. Kremniy karbidli atala kremniy gofretlari bilan yuklangan kvarts qayig'ini yuqori haroratli kvarts pechining trubasiga yuboradi. Kvarts qayig'i o'choq trubasiga kirgandan so'ng, o'choq eshigini yoping, oksidlanish dasturini ishga tushiring va oksidlanish pechi avtomatik ravishda ishlaydi. Termik oksidlanish jarayonida sodir bo'ladigan asosiy kimyoviy reaktsiyalar:
Si+O2=SiO2
SiO2 hosil qilish uchun O2 kremniy gofretlari yuzasi bilan yuqori haroratlarda reaksiyaga kirishadi va o'choq quvurining doimiy bosimini ushlab turish uchun ma'lum miqdorda azot gazi kiritiladi. Silikon gofret yuzasida ma'lum bir qalinlikdagi SiO2 yupqa qatlamini hosil qilish uchun yuqori haroratli kislorod oqimini bir muddat ushlab turing. Jarayon parametrlari: oksidlanish harorati 750 daraja, azot oqimi tezligi 12L / min, kislorod oqimi tezligi 5L / min va oksidlanish vaqti 25 minut. Bu jarayon kislorod va azotni o'z ichiga olgan oksidlanish chiqindi gazini (issiq havo) hosil qiladi, u oksidlanish pechining egzoz porti orqali chiqariladi va keyin ustaxonaning yuqori issiq egzoz tizimi orqali chiqariladi.