Os wafers de silício são o material central da indústria de semicondutores fotovoltaicos, com um processo de fabricação complexo e elevados requisitos técnicos. O processo básico para fabricação de wafers de silício é o seguinte:

1、Preparação de matéria-prima A matéria-prima dos wafers de silício é o silício de alta pureza, geralmente na forma de silício policristalino ou monocristalino. Esses blocos de silício são normalmente extraídos de minérios e depois refinados e purificados para produzir silício policristalino de alta pureza.

2、Refinação de Silício Policristalino Primeiro, o minério de quartzo é desoxidado e purificado para remover impurezas como ferro e alumínio. Então, através de uma reação química, o dióxido de silício relativamente puro (SiO2) é convertido em silício policristalino. A principal reação é SiO2 + C → Si + CO. O monóxido de carbono (CO) produzido volatiliza, deixando para trás cristais de silício.

3、Crescimento de silício monocristalino Existem dois métodos principais para o cultivo de silício monocristalino: o método Czochralski (CZ) e o método Float Zone (FZ). O método Czochralski é a tecnologia convencional, onde o silício policristalino é colocado em um cadinho e aquecido até o estado fundido. Um cristal semente é então colocado em contato com o silício fundido e lentamente puxado para cima para formar o silício monocristalino. O método Float Zone envolve o aquecimento de uma haste de silício policristalino em um ambiente de vácuo ou gás inerte com um campo elétrico, causando fusão localizada. Ao mover a zona de aquecimento e puxar lentamente o cristal de semente, uma haste de silício monocristalino de alta resistividade e alta pureza é formada.

4、Processamento de Lingotes de Silício O lingote de silício monocristalino cultivado precisa ser moído para atingir um diâmetro padrão e depois cortado em finas bolachas. As bordas das bolachas fatiadas são afiadas e precisam ser chanfradas para criar bordas lisas.

5、Polimento de wafer de silício O processo de polimento visa tornar a superfície da pastilha de silício mais lisa, livre de danos e garantir consistência de espessura. Esta etapa é crucial para a fabricação subsequente do chip.

6、Teste e Embalagem As pastilhas de silício polido passam por testes de propriedades elétricas, como testes de resistividade. Dependendo dos requisitos, as pastilhas podem sofrer crescimento epitaxial para formar pastilhas de silício epitaxiais com propriedades elétricas específicas.