硅片厚度也是影響生產(chǎn)力的一個(gè)因素,因?yàn)樗P(guān)系到每個(gè)硅塊所生產(chǎn)出的硅片數(shù)量。超薄的硅片給線鋸技術(shù)提出了額外的挑戰(zhàn),因?yàn)槠渖a(chǎn)過(guò)程要困難得多。除了硅片的機(jī)械脆性以外,如果線鋸工藝沒(méi)有精密控制,細(xì)微的裂紋和彎曲都會(huì)對(duì)產(chǎn)品良率產(chǎn)生負(fù)面影響。超薄硅片線鋸系統(tǒng)必須可以對(duì)工藝線性、切割線速度和壓力、以及切割冷卻液進(jìn)行精密控制。
在米粒大的硅片上,已能集成16萬(wàn)個(gè)晶體管。這是何等精細(xì)的工程!這是多學(xué)科協(xié)同努力的結(jié)晶,是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的又一個(gè)里程碑。地殼中含量達(dá)25.8%的硅元素,為單晶硅的生產(chǎn)提供了取之不盡的源泉。由于硅元素是地殼中儲(chǔ)量豐富的元素之一,對(duì)太陽(yáng)能電池這樣注定要進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)(mass market)的產(chǎn)品而言,儲(chǔ)量的優(yōu)勢(shì)也是硅成為光伏主要材料的原因之一。
多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中主要危險(xiǎn)、有害物質(zhì)中氯氣、氫氣、三氯氫硅、氯化氫等主要危險(xiǎn)特性有:
1)氫氣:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會(huì)發(fā)生爆炸。氣體比空氣輕,在室內(nèi)使用和儲(chǔ)存時(shí),漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會(huì)引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會(huì)劇烈反應(yīng)。
2)氧氣:助燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一,能氧化大多數(shù)活性物質(zhì)。與易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。
3)氯:有刺激性氣味,能與許多化學(xué)品發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。幾乎對(duì)金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類(lèi)。是一種強(qiáng)烈的刺激性氣體。
4)氯化氫:無(wú)水氯化氫無(wú)腐蝕性,但遇水時(shí)有強(qiáng)腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應(yīng),放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。
5)三氯氫硅:遇明火強(qiáng)烈燃燒。受高熱分解產(chǎn)生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發(fā)生反應(yīng),有燃燒危險(xiǎn)。極易揮發(fā),在空氣中發(fā)煙,遇水或水蒸氣能產(chǎn)生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產(chǎn)物:氯化氫、氧化硅。
6)四氯化硅:受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。
7)氫氟酸:腐蝕性極強(qiáng)。遇H發(fā)泡劑立即燃燒。能與普通金屬發(fā)生反應(yīng),放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。
8)硝酸:具有強(qiáng)氧化性。與易燃物(如苯)和有機(jī)物(如糖、纖維素等)接觸會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng),甚至引起燃燒。與堿金屬能發(fā)生劇烈反應(yīng)。具有強(qiáng)腐蝕性。
9)氮?dú)猓喝粲龈邿幔萜鲀?nèi)壓增大。有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)。
10)氟化氫:腐蝕性極強(qiáng)。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)。
單晶硅片:硅的單晶體,是一種具有基本完整的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的晶體。不同的方向具有不同的性質(zhì),是一種良好的半導(dǎo)材料。純度要求達(dá)到99.9999%,甚至達(dá)到99.9999999%以上。用于制造半導(dǎo)體器件、太陽(yáng)能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內(nèi)拉制而成。