1. Breakthroughs en la preparación de material de alta pureza
Materiales basados en Silicon: La pureza de los cristales individuales de silicio ha superado 13N (99.99999999999%) utilizando el método de la zona flotante (FZ), mejorando significativamente el rendimiento de los dispositivos semiconductores de alta potencia (EG, IGBTS) y los chips avanzados 45. Esta tecnología reduce la contaminación del oxígeno a través de un proceso libre de crisol e integra los métodos de CVD de silano y modificados Siemens para lograr una producción eficiente de polisilicon de calidad para la zona y la zona 47.
Materiales de germanio : La purificación de fusión de zona optimizada tiene pureza de germanio elevada a 13n, con coeficientes de distribución de impurezas mejoradas, que habilitan aplicaciones en ópticos infrarrojos y detectores de radiación23. Sin embargo, las interacciones entre los materiales fundidos de germanio y el equipo a altas temperaturas siguen siendo un desafío crítico23.
2. Innovaciones en procesos y equipos
Control de parámetros dinámicos : Los ajustes a la velocidad de movimiento de la zona de fusión, los gradientes de temperatura y los entornos de gas protectores, acoplados con monitoreo en tiempo real y sistemas de retroalimentación automatizados, tienen una mayor estabilidad del proceso y repetibilidad al tiempo que minimizan las interacciones entre germanio/silicio y equipo27.
Polysilicon Production: nuevos métodos escalables para el polisilicio de grado de zona y la abordaje de los desafíos de control de contenido de oxígeno en los procesos tradicionales, reduciendo el consumo de energía y el aumento del rendimiento de 47.
3. Integración de la tecnología y aplicaciones interdisciplinarias
Hibridación de cristalización de defensa: Se están integrando técnicas de cristalización de fusión de baja energía para optimizar la separación y la purificación de compuestos orgánicos, expandiendo las aplicaciones de fusión de la zona en intermedios farmacéuticos y productos químicos finos6.
Semiconductores de la tercera generación : La fusión de la zona ahora se aplica a materiales de banda ancha como silicon Carbide (SIC) y gallium nitruro (GaN) , lo que respalda los dispositivos de alta frecuencia y alta temperatura. Por ejemplo, la tecnología de horno de un solo cristal de fase líquida permite el crecimiento estable de cristal SIC a través del control de temperatura preciso15.
4. Escenarios de aplicación expertos
Photovoltaics: El polisilicón de grado de zona de zona se usa en células solares de alta eficiencia, logrando eficiencias de conversión fotoeléctrica Over 26% e impulsar los avances en la energía renovable4.
Tecnologías de detectores de infrarrojos y detectores: Germanio ultra alta pureza permite imágenes infrarrojas infrarrojas miniaturizadas, de alto rendimiento y visión nocturna para mercados militares, de seguridad y civiles23.
5. Callengaciones y direcciones futuras
Límites de eliminación de impureza : Los métodos actuales luchan por eliminar las impurezas de elementos de luz (p. Ej., Borón, fósforo), lo que requiere nuevos procesos de dopaje o tecnologías de control de zona de fusión dinámica25.
Equipamiento Durabilidad y eficiencia energética: La investigación se centra en el desarrollo de La alta temperatura resistente a los materiales de crises resistentes a la corrosión y los sistemas de calefacción por radiofrecuencia para reducir el consumo de energía y extender la vida útil del equipo. La tecnología de Remeliteo de ARC (VAR) de vacío se muestra prometedor para el refinamiento de metales47.
La tecnología de fusión de la zona avanza hacia la "mayor pureza, menor costo y aplicabilidad más amplia. Solidificando su papel como piedra angular en semiconductores, energía renovable y optoelectrónica
Tiempo de publicación: marzo-26-2025