Płytki krzemowe są podstawowym materiałem w przemyśle półprzewodników fotowoltaicznych, charakteryzującym się złożonym procesem produkcyjnym i wysokimi wymaganiami technicznymi. Podstawowy proces produkcji płytek krzemowych wygląda następująco:

1, Przygotowanie surowca Surowcem do produkcji płytek krzemowych jest krzem o wysokiej czystości, zwykle w postaci krzemu polikrystalicznego lub monokrystalicznego. Te bloki krzemu są zazwyczaj ekstrahowane z rud, a następnie rafinowane i oczyszczane w celu wytworzenia krzemu polikrystalicznego o wysokiej czystości.

2. Rafinacja krzemu polikrystalicznego Najpierw ruda kwarcu jest odtleniana i oczyszczana w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak żelazo i aluminium. Następnie w wyniku reakcji chemicznej stosunkowo czysty dwutlenek krzemu (SiO2) przekształca się w krzem polikrystaliczny. Główną reakcją jest SiO2 + C → Si + CO. Wytworzony tlenek węgla (CO) ulatnia się, pozostawiając kryształy krzemu.

3. Wzrost krzemu monokrystalicznego Istnieją dwie główne metody uprawy krzemu monokrystalicznego: metoda Czochralskiego (CZ) i metoda Float Zone (FZ). Główną technologią jest metoda Czochralskiego, w której krzem polikrystaliczny umieszcza się w tyglu i podgrzewa do stanu stopionego. Następnie kryształ zaszczepiający styka się ze stopionym krzemem i powoli wyciąga go do góry, tworząc krzem monokrystaliczny. Metoda Float Zone polega na podgrzaniu pręta z polikrystalicznego krzemu w próżni lub środowisku gazu obojętnego za pomocą pola elektrycznego, powodując miejscowe topienie. Poruszając strefę grzewczą i powoli ciągnąc kryształ zaszczepiający, powstaje monokrystaliczny pręt krzemowy o wysokiej rezystancji i czystości.

4, Przetwarzanie wlewków krzemu Wyhodowany wlewek krzemu monokrystalicznego należy zmielić do uzyskania standardowej średnicy, a następnie pokroić w cienkie wafle. Krawędzie pokrojonych wafli są ostre i należy je fazować, aby uzyskać gładkie krawędzie.

5. Polerowanie płytek krzemowych Proces polerowania ma na celu wygładzenie powierzchni płytki krzemowej, wolnej od uszkodzeń i zapewnienie stałej grubości. Ten krok jest kluczowy dla późniejszej produkcji chipów.

6, Testowanie i pakowanie Polerowane płytki krzemowe poddawane są testom właściwości elektrycznych, takim jak testy rezystywności. W zależności od wymagań płytki mogą ulegać epitaksjalnemu wzrostowi, tworząc epitaksjalne płytki krzemowe o określonych właściwościach elektrycznych.