Čolni iz SiC proti kvarčnim čolnom: trenutna uporaba in prihodnji trendi v proizvodnji polprevodnikov

1. Dinamika zamenjave:SiC čolni Izzivalni kvarčni čolni

ObaČolni iz SiC in kremenaopravljajo podobne funkcije v proizvodnji polprevodnikov. vendarSiC čolni, kljub višjim stroškom ponujajo vrhunsko zmogljivost, zaradi česar so vse bolj privlačna alternativakvarčni čolni, zlasti v zahtevni opremi za obdelavo sončnih celic, kot so nizkotlačno kemično naparjanje (LPCVD) in peči za difuzijo bora. V manj zahtevnih procesih oba materiala sobivata, pri čemer je cena ključni dejavnik pri odločanju proizvajalcev.

(1) Zamenjava v LPCVD in borovih difuzijskih pečeh

LPCVD je ključnega pomena za ustvarjanje tunelskih oksidnih plasti in odlaganje polisilicijevih plasti na sončne celice. Ta postopek vključuje visoke temperature, pri katerih so čolni dovzetni za odlaganje silicija na njihovih površinah.Kvarc, s svojim bistveno drugačnim koeficientom toplotnega raztezanja v primerjavi s silicijem, zahteva redno čiščenje s kislino, da odstranimo te usedline in preprečimo razpoke. To pogosto čiščenje, skupaj zkremennižja visokotemperaturna trdnost vodi do krajše življenjske dobe in višjih obratovalnih stroškov.

SiC čolnipo drugi strani pa ima koeficient toplotnega raztezanja blizu siliciju, kar odpravlja potrebo po čiščenju s kislino. Njihova vrhunska visokotemperaturna trdnost dodatno prispeva k daljši življenjski dobi, zaradi česar so idealen nadomestek zakremenv procesih LPCVD.

Borove difuzijske peči se uporabljajo za ustvarjanje oddajnika P-tipa na silicijevih rezinah N-tipa z dopiranjem z borom. Visoke temperature, vključene v ta proces, predstavljajo tudi izziv zakvarčni čolnizaradi njihove nižje visokotemperaturne trdnosti. še enkrat,SiC čolnise pojavljajo kot primerna zamenjava, saj nudijo bistveno večjo vzdržljivost v teh zahtevnih pogojih.

(2) Zamenjava v drugi procesni opremi

Medtem koSiC se ponašavrhunsko delovanje, višji stroški v primerjavi zkremenomejuje njegovo uporabo v manj zahtevnih aplikacijah, kjer je razlika v življenjski dobi med obema materialoma manj pomembna. Proizvajalci pri izbiri pogosto pretehtajo razmerje med ceno in zmogljivostjo. Vendar kot proizvodni stroški zaSiC čolnizmanjšajo in se njihova tržna dostopnost izboljša, se pričakuje, da bodo predstavljali močnejšo konkurenco, kar bi lahko sprožilo prilagoditve cen, ki bi lahko dodatno ogrozile prevladokvarčni čolni.

2. Trenutne stopnje uporabe:SiC čolniPridobivanje tal

V kontekstu tehnologije pasiviziranega oddajnika in zadnje celice (PERC) se čolni uporabljajo predvsem med difuzijo in žarjenjem fosforja na sprednji strani. Tehnologija tunelskega oksidnega pasiviranega kontakta (Tonnel Oxide Passivated Contact, TOPCon) pa zahteva čolne z difuzijo bora na sprednji strani, LPCVD, difuzijo fosforja na zadnji strani in žarjenjem.

trenutno,SiC čolnise večinoma uporabljajo v fazi LPCVD proizvodnje TOPCon. Čeprav je njihova uporaba pri difuziji bora vedno bolj priljubljena in je uspešno prestala začetne validacijske teste, ostaja njihova splošna stopnja sprejetja v industriji predelave sončnih celic razmeroma nizka.

3. Prihodnji trendi: SiC pripravljen na rast

Več dejavnikov kaže na obetavno prihodnost zaSiC čolni, pri čemer naj bi se njihov tržni delež znatno povečal. Ti dejavniki vključujejo:

Vrhunska zmogljivost: inherentne lastnosti materiala SiC, zlasti pri visokotemperaturnih aplikacijah, kot sta LPCVD in difuzija bora, ponujajo jasno prednost pred kremenom, kar pomeni daljšo življenjsko dobo in zmanjšane operativne stroške.

Prizadevanje industrije za zmanjšanje stroškov: fotovoltaična industrija si nenehno prizadeva za zmanjšanje stroškov in izboljšave učinkovitosti. Večje velikosti rezin postajajo vse bolj priljubljene kot sredstvo za doseganje teh ciljev. V tem kontekstu sta vrhunska zmogljivost in vzdržljivost SiC čolnov še bolj dragocena.

Naraščajoče povpraševanje: Ker se sektor sončne energije še naprej širi, se povečuje povpraševanje po visoko zmogljivih, zanesljivih komponentah, kot soSiC čolnibo neizogibno naraslo.

Medtem ko ostajajo izzivi, vključno s povečanjem proizvodnje za zadovoljitev naraščajočega povpraševanja in zagotavljanjem dosledne kakovosti, je prihodnostSiC čolniv industriji polprevodnikov se zdi svetla. Njihova vrhunska zmogljivost v kombinaciji z težnjo industrije po stroškovno učinkovitih rešitvah jih postavlja kot ključnega dejavnika za naslednjo generacijo proizvodnje sončnih celic.