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第166章 制造单晶硅(2 / 2)

俊仁首先使用静电场将200米长的硅棒放置到检测台上。这种技术利用电场力来操纵和定位物体,是一种非接触式的方法,可以避免对硅棒造成物理损伤。

接着使用光学和热学检测技术来评估单晶硅的纯度和分子定向光学检测技术基于光与物质的相互作用,用于评估单晶硅的纯度和分子定向。具体方法包括:通过测量硅棒对特定波长光的透射率和反射率,可以评估其光学性质,进而推断纯度。某些缺陷或杂质在特定光激发下会发出荧光,通过检测荧光强度和波长,可以识别硅棒内部的缺陷。

热学检测技术利用热与物质的相互作用,用于评估单晶硅的热性能。具体方法包括:通过测量硅棒的热导率,可以评估其导热性能,这对于太阳能电池和半导体器件的性能至关重要。

使用热成像技术可以检测硅棒表面和内部的温度分布,从而识别潜在的缺陷或不均匀性。

这些检测技术均为非接触、非破坏性方法,具有以下优势:不损伤被检测物体:避免了传统接触式检测可能对硅棒造成的损伤。全面评估:可以提供关于硅棒的全面信息,包括纯度、分子定向、电性能和热性能。提高效率:这些技术通常比传统方法更快,能够提高检测效率。

在半导体工业中,单晶硅的纯度要求非常高,通常需要达到9个9(99.%)以上,甚至在某些先进工艺中需要达到12个9(99.%)的纯度。例如,制造芯片所需的单晶硅片纯度要求极高,通常要达到小数点后7至9个9,甚至12个9的纯度。如果纯度不够,甚至还要用激光或者离子注入等方法修复硅棒提高纯度。这种高纯度要求的原因在于,硅片中的杂质种类和浓度对晶体管和集成电路的性能有着直接的影响。高纯度的单晶硅能够确保半导体器件性能的稳定性和可靠性。在实际生产中,单晶硅的制备过程包括从石英砂中提取冶金级硅,然后通过提纯和精炼达到所需的高纯度。

俊仁看了一下电脑上显示的检测结果没有问题,接下来也就是最重要,也就最危险的一步切割硅棒,之所以说它危险,是因为他使用水刀切割。水刀切割是一种冷切割方法,不会产生热影响区(HAZ),因此不会对切割材料造成热损伤。这对于单晶硅这种对热敏感的材料尤为重要,因为热影响可能会导致材料性能下降。水刀切割具有高精度和高效率的特点,能够精确地切割各种材料。这使得它非常适合用于单晶硅棒的切割,因为单晶硅棒需要高精度的切割以确保后续加工的质量。水刀切割过程中,水射流的动能用于切割材料,减少了对材料的机械损伤。这对于保持单晶硅的完整性和性能至关重要。

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