Aplicación del óxido de aluminio en forma de plaquetas en el rectificado y pulido de obleas de silicio monocristalino y policristalino.
El óxido de aluminio laminar (α-Al₂O₃ laminar/hexagonal, comparable a la serie Fujimi PWA japonesa) es un cristal hexagonal plano de alta pureza con una relación de aspecto controlable y bordes redondeados. Es el abrasivo de precisión más utilizado para los procesos de adelgazamiento, rectificado y prepulido tras el corte de obleas de silicio. Se emplea ampliamente en procesos de rectificado de doble cara, biselado de bordes y prepulido CMP de obleas de silicio monocristalino y policristalino de grado fotovoltaico, solucionando perfectamente las deficiencias de los abrasivos de corindón convencionales, que se rayan con facilidad y causan grandes daños subsuperficiales.
Características del óxido de aluminio plaquetario
1. Fase cristalina y pureza: La forma cristalina es α-al2O3, con una dureza Mohs de 9; la pureza es ≥99%, con bajo contenido de sodio, hierro e impurezas magnéticas para evitar la contaminación de las obleas de silicio por iones metálicos; tiene una fuerte inercia química y no se hidroliza en suspensiones de pulido a base de agua.
2. Morfología de plaquetas única: Las partículas son obleas hexagonales planas con bordes lisos y sin esquinas afiladas. Durante el proceso de pulido, las partículas se adhieren a la superficie de la oblea de silicio mediante un pulido deslizante planar en lugar de un microcorte con esquinas afiladas. La presión se distribuye uniformemente, las partículas no se rompen fácilmente y se reducen significativamente las picaduras y las capas profundas de daño subsuperficial.
3. Control del tamaño de partícula: El tamaño de partícula se puede ajustar con precisión; el rango de distribución del tamaño de partícula es estrecho, la consistencia de la molienda es alta y es menos probable que se produzcan defectos por sobremolienda.
II. Aplicación de tecnología multiproceso en obleas de silicio monocristalino
1. Después de cortar en rodajas, muela groseramente ambos lados.
Aplicaciones: Para eliminar irregularidades superficiales y capas dañadas por corte causadas por el corte circular interior y el corte por hilo, y para controlar la desviación del espesor total de las obleas de silicio.
Selección de abrasivos: alúmina plana de 1,5 a 5 μm, formulada en una suspensión abrasiva a base de agua para su uso en el disco abrasivo de hierro fundido de una rectificadora de doble cara.
Efectos del proceso: En comparación con el corindón blanco común, la tasa de remoción de material es más estable y el espesor de la capa de daño subsuperficial se reduce de 8-12 μm a 3-5 μm; no hay microarañazos densos en la superficie de la oblea de silicio y el tiempo de pulido posterior se acorta en más del 30%; el consumo de abrasivo se reduce en un 40% y el desgaste del disco de rectificado del equipo es menor.
2. Biselado y rectificado de bordes de obleas de silicio monocristalino
Los bordes de las obleas de silicio son zonas de concentración de tensiones, y los abrasivos convencionales, como el corindón blanco o el carburo de silicio verde, pueden provocar fácilmente astillamiento y microfisuras en los bordes. Las partículas planas de alúmina proporcionan un corte suave y uniforme en los bordes de las obleas de silicio, suprimiendo eficazmente las microfisuras y mejorando el rendimiento de los procesos posteriores de epitaxia y unión a alta temperatura. Se trata de un abrasivo específico para el pulido de los bordes de las obleas semiconductoras.
3. Prepulido (pre-pulido CMP)
Selección: Alúmina plana ultrafina, combinada con una almohadilla abrasiva de poliuretano, como proceso de nivelación previo al pulido químico-mecánico.
Objetivo: Reducir la rugosidad superficial Ra a 0,8–1,5 nm, acortar significativamente el tiempo de pulido de la suspensión final de sílice CMP, reducir los costes de los consumibles de CMP, reducir los defectos de rayado y mejorar el rendimiento de las obleas a más del 99 %.
III. Aplicación a gran escala en obleas de silicio policristalino fotovoltaico
Después de cuadrar los lingotes de silicio policristalino, se cortan los bloques de silicio. Existen dos escenarios principales para la molienda en la producción en masa de obleas de silicio policristalino fotovoltaico:
1. Nivelación y rectificado por ambas caras de obleas de silicio policristalino: Los abrasivos libres tradicionales utilizan alúmina irregular, que produce fácilmente arañazos intergranulares en los límites de grano del silicio policristalino. El rectificado deslizante plano con alúmina tiene una acción suave y no produce defectos de surcos a lo largo de los límites de grano, lo que garantiza un espesor uniforme de toda la oblea de silicio policristalino, reduce los problemas de rotura de línea al imprimir pasta de plata y es adecuado para el proceso de pretratamiento de obleas de silicio para células PERC y TOPCon.
2. Rectificado para el adelgazamiento de obleas de silicio policristalino ultrafinas: En el caso de las obleas de silicio ultrafinas, la fuerza de corte del abrasivo plano es suave, lo que evita eficazmente que la oblea de silicio se deforme y se agriete, y mejora considerablemente la tasa de éxito del rectificado de obleas de silicio ultrafinas.
