Aplicação de óxido de alumínio em plaquetas na retificação e polimento de wafers de silício monocristalino e policristalino.
O óxido de alumínio nas plaquetas (α-Al₂O₃ em formato de placa/placa hexagonal, comparável à série japonesa Fujimi PWA) é um cristal hexagonal plano de alta pureza com uma relação de aspecto controlável e bordos arredondados. É o abrasivo de precisão mais utilizado nos processos de desbaste, retificação e pré-polimento após o corte de wafers de silício. É amplamente utilizado em processos de retificação dupla face, chanframento de arestas e pré-polimento CMP de wafers de silício monocristalino e wafers de silício policristalino de grau fotovoltaico, resolvendo perfeitamente as deficiências dos abrasivos de coríndon comuns, que riscam facilmente e causam grandes danos subsuperficiais.
Características do óxido de alumínio nas plaquetas
1. Fase cristalina e pureza: A forma cristalina é α-Al2O3, com uma dureza de 9 na escala de Mohs; a pureza é ≥99%, com baixo teor de sódio, ferro e impurezas magnéticas para evitar a contaminação de iões metálicos em wafers de silício; possui uma forte inércia química e não sofre hidrólise em soluções de polimento à base de água.
2. Morfologia única das plaquetas: As partículas são lâminas hexagonais planas com bordos lisos e sem cantos vivos. Durante a retificação, as partículas ficam planas e aderem à superfície da lâmina de silício, utilizando a retificação planar deslizante em vez de microcorte com cantos vivos. A pressão é distribuída uniformemente, as partículas não se quebram facilmente e os riscos de corrosão e as camadas de danos subsuperficiais profundos são significativamente reduzidos.
3.º Controlo do tamanho das partículas: O tamanho das partículas pode ser ajustado com precisão; a gama de distribuição do tamanho das partículas é estreita, a consistência da moagem é elevada e a probabilidade de defeitos por moagem excessiva é menor.
II. Aplicação da tecnologia de múltiplos processos em wafers de silício monocristalino
1.º Depois de fatiar, triture grosseiramente ambos os lados.
Aplicações: Para remover irregularidades superficiais e camadas danificadas por cortes circulares internos e cortes com fio, e para controlar o desvio total da espessura de wafers de silício.
Seleção de abrasivos: alumina plana de 1,5 a 5 μm, formulada em suspensão aquosa para moagem, para utilização no disco de ferro fundido de uma retificadora de dupla face.
Efeitos do processo: Comparado com o coríndon branco comum, a taxa de remoção de material é mais estável e a espessura da camada danificada subsuperficial é reduzida de 8-12 μm para 3-5 μm; não existem microarranhões densos na superfície da pastilha de silício e o tempo de polimento subsequente é reduzido em mais de 30%; o consumo de abrasivo é reduzido em 40% e o desgaste do disco de retificação do equipamento é menor.
2. Chanframento e retificação de arestas de wafers de silício monocristalino
As arestas das lâminas de silício são áreas de concentração de tensão, e os abrasivos convencionais, como o coríndon branco ou o carboneto de silício verde, podem facilmente causar lascas e microfissuras nas arestas. As partículas planas de alumina proporcionam um corte suave e uniforme nas extremidades das lâminas de silício, suprimindo eficazmente as microfissuras e melhorando o rendimento dos processos subsequentes de epitaxia e ligação a alta temperatura. Trata-se de um abrasivo específico para o polimento das arestas de lâminas semicondutoras.
3. Pré-polimento (pré-retificação CMP)
Seleção: Alumina plana ultrafina, combinada com uma almofada abrasiva de poliuretano, como processo de nivelamento antes do polimento químico-mecânico.
Objectivo: Reduzir a rugosidade superficial Ra para 0,8–1,5 nm, encurtar significativamente o tempo de polimento da pasta de sílica final para CMP, reduzir os custos com consumíveis de CMP, reduzir defeitos devido a riscos e melhorar o rendimento do wafer para mais de 99%.
III. Aplicação em larga escala em wafers de silício policristalino fotovoltaicos
Após o corte dos lingotes de silício policristalino, os blocos de silício são fatiados. Existem dois cenários principais para a moagem em massa de wafers de silício policristalino para aplicações fotovoltaicas:
1. Nivelamento e retificação de dupla face de wafers de silício policristalino: Os abrasivos livres tradicionais utilizam alumina irregular, que produz facilmente riscos intergranulares nos contornos de grão do silício policristalino. A retificação por deslizamento com alumina plana tem uma ação suave e não produz defeitos de ranhura ao longo dos contornos de grão, garantindo uma espessura uniforme em todo o wafer de silício policristalino, reduzindo os problemas de quebra de linha durante a impressão de pasta de prata e sendo adequada para o processo de pré-tratamento de wafers de silício com células PERC e TOPCon.
2.º Retificação para afinamento de wafers de silício policristalino ultrafinos: Para wafers de silício ultrafinos, a força de corte do abrasivo plano é suave, o que impede eficazmente que o wafer de silício se deforme ou rache, melhorando significativamente a taxa de sucesso da retificação de wafers de silício ultrafinos.
