Siliciumwafels vormen het kernmateriaal in de fotovoltaïsche halfgeleiderindustrie, met een complex productieproces en hoge technische eisen. Het basisproces voor het vervaardigen van siliciumwafels is als volgt:

1. Voorbereiding van grondstoffen De grondstof voor siliciumwafels is zeer zuiver silicium, meestal in de vorm van polykristallijn of monokristallijn silicium. Deze siliciumblokken worden doorgaans uit ertsen gewonnen en vervolgens verfijnd en gezuiverd om polykristallijn silicium met hoge zuiverheid te produceren.

2. Polykristallijne siliciumraffinage Eerst wordt kwartserts gedeoxideerd en gezuiverd om onzuiverheden zoals ijzer en aluminium te verwijderen. Vervolgens wordt door een chemische reactie het relatief zuivere siliciumdioxide (SiO2) omgezet in polykristallijn silicium. De belangrijkste reactie is SiO2 + C → Si + CO. Het geproduceerde koolmonoxide (CO) verdampt, waardoor siliciumkristallen achterblijven.

3. Monokristallijne siliciumgroei Er zijn twee hoofdmethoden voor het kweken van monokristallijn silicium: de Czochralski (CZ)-methode en de Float Zone-methode (FZ). De Czochralski-methode is de reguliere technologie, waarbij polykristallijn silicium in een smeltkroes wordt geplaatst en tot gesmolten toestand wordt verwarmd. Een entkristal wordt vervolgens in contact gebracht met het gesmolten silicium en langzaam omhoog getrokken om monokristallijn silicium te vormen. De Float Zone-methode omvat het verwarmen van een polykristallijne siliciumstaaf in een vacuüm- of inert gasomgeving met een elektrisch veld, waardoor plaatselijk smelten ontstaat. Door de verwarmingszone te verplaatsen en langzaam aan het kiemkristal te trekken, wordt een monokristallijne siliciumstaaf met hoge weerstand en hoge zuiverheid gevormd.

4. Verwerking van siliciumstaven De gegroeide monokristallijne siliciumstaaf moet worden gemalen om een standaarddiameter te bereiken en vervolgens in dunne wafels worden gesneden. De randen van de gesneden wafels zijn scherp en moeten worden afgeschuind om gladde randen te creëren.

5 、 Siliciumwafelpolijsten Het polijstproces heeft tot doel het oppervlak van de siliciumwafel gladder en schadevrij te maken en de consistentie van de dikte te garanderen. Deze stap is cruciaal voor de daaropvolgende chipproductie.

6, testen en verpakken De gepolijste siliciumwafels ondergaan testen op elektrische eigenschappen, zoals weerstandstests. Afhankelijk van de vereisten kunnen de wafels epitaxiale groei ondergaan om epitaxiale siliciumwafels met specifieke elektrische eigenschappen te vormen.