新技术诞生 超硬工具锯切硅晶材料面临挑战

由纳米工程研究中心(CRNE)和加泰罗尼亚科技大学(UPCn)电子工程学院组成的研究团队发现了一种可以制造硅晶体材料的方法，这种方法即快捷又实惠。研究结果近期会发表在著名杂志 Applied Physics Letters 网上电子版。
　　硅晶体薄片大约10μm，价格很贵，但是在微电子学领域是很值得探索研究，尤其是3D电路集成微芯片的日益增长的需求。在中期内，光伏领域的太阳能转换为电能，以及更经济、更灵活轻便的太阳能电池方面，硅片的应用都具有很大的潜力。
　　近年来，由于技术不断的进步，从单晶硅锭到日益微薄的硅晶片。运用金刚石多线锯和超硬研磨材料把原来的多晶块进行层面的切割，厚度大约是150μm。但是更薄晶片的切割过程是非常复杂的，因为现有的方法只能允许一次一片。此外，在加工的过程中，50%的硅都会损耗掉。
　　由Ramon Alcubilla教授带领的科研小组开发了这项技术，可以控制硅晶体的厚度，只需一个步骤就可以把单晶硅变成很多的结晶层。这种硅晶体被称作是“油酥千层糕”，比现有方法生产效率更高，速度更快而且经济实惠。
　　科学家发明这种方法主要是先在材料上做一些小孔，然后利用高温加工，通过精确控制小孔的剖面图获得多个单独的晶体硅片。它的准确度控制着薄片的的数量和厚度。然后，剥落物把硅层各自分开。硅层数量由层面本身的厚度和晶体薄片最初的厚度所决定。纳米工程中心的研究人员已经成功的从一个单一的300毫米的厚晶片研制出相当于十片的薄晶片(5-7mm)。
　　微薄和超薄硅晶片的需求使传统微芯片微机电系统的3D电路集成和最新的光伏技术的应用有了可能性。比如，应用在太阳电池的晶片切割已经有了不断的改善，厚度降低了的同时，效率也提高了，从而就降低了生产成本。尽管如此，更多成本的降低，还是有一定的困难。而且事实证明，尽管厚度降低了，但是晶片仍然具有吸收太阳能的高容量，从而转化为电能