硅是地球上储藏最丰富的材料之一,从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维。直到上世纪60年代开始,硅材料就取代了原有锗材料。
硅材料可以制成单晶硅和多晶硅,单晶硅是半导体集成电路的基础材料,多晶硅是太阳能电池的基础材料。
单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越 低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。
多晶硅是由许多硅原子及许多小的晶粒组合而成的硅晶体。由于各个晶粒的排列方向彼此不同,其中有大量的缺陷。多晶硅一般呈深银灰色,不透明,具有金属光泽, 性脆,常温下不活泼。多晶硅是用金属硅(工业硅)经化学反应、提纯,再还原得到的高纯度材料(也叫还原硅)。目前世界上多晶硅生产的方法主要有改良西门子 法(SiHCl3)、新硅烷法(SiH4)、SiH2Cl2热分解法、SiCl4法等多晶硅生产工艺。
多晶硅片,半导体器件生产中硅片须经严格清洗,微量污染也会导致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染杂质,包括有机物和无机物。这些杂质有的以原子状态或离子状态,有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。有机污染包括光刻胶、有机溶剂残留物、合成蜡和人接触器件、工具、器皿带来的油脂或纤维。无机污染包括重金属 金、铜、铁、铬等,严重影响少数载流子寿命和表面电导;碱金属如钠 等,引起严重漏电;颗粒污染包括硅渣、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等,会导致各种缺陷。所以清洗多晶硅、半导体、太阳能光伏电池板必须用超纯水,目前制取超纯水工艺可分为反渗透+混床超纯水设备,二是反渗透+EDI超纯水设备,这是两种制取超纯水设备常用的工艺。
多晶硅片,半导体器件,太阳能光伏行业硅片清洗水质要求非常高,电阻率达18兆以上,目前首选工艺是全膜法制取超纯水,全膜法超纯水设备是指采用盘滤+UF+RO+EDI+SMB组成的工艺设备,即预处理采用盘滤过滤器+超滤工艺,除盐采用二级反渗透+EDI工艺使产水电阻率达到16MΩ.cm以上,终端供水采用变频供水泵+二级精精混床+终端超滤膜使产水电阻率达到18.2MΩ.cm,经处理后的产水水质达到中国《电子级水 GB/T11446.1-1997 Ⅰ级》水质标准和ASTM-D5127-2007《美国电子学和半导体工业用超纯水标准》。
要避免反渗透设备滋生细菌,需要保持设备清洁和定期进行维护。清洁是预防细菌滋生的关键,定期清洁可以有效减少细菌在设备上的存活和传播。对于反渗透设备,可以使用专门的清洁剂或消毒液进行清洁,确保设备表面干净卫生。
了解详情常见的解决水处理设备防腐问题的方法是通过选择合适的材料。在设计和制造水处理设备时,选用耐腐蚀性能良好的材料是至关重要的。例如,不锈钢、塑料、橡胶等材料具有较好的耐腐蚀性能,可以有效地延长设备的使用寿命,并减少维护和更换的频率。
了解详情反渗透设备是一种常见的水处理设备,通过高压作用下将水中的溶解固体、杂质及微生物等有害物质排除,获取高纯度水。然而,有时候反渗透设备产水的水质未达标,这可能是由多种原因引起的。
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