การพัฒนาใหม่ในเทคโนโลยีการหลอมละลายโซน

1. ‌breakthroughs ในการเตรียมวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง ‌
วัสดุที่ใช้ ‌silicon: ความบริสุทธิ์ของผลึกเดี่ยวซิลิกอนนั้นเกินกว่า ‌13N (99.9999999999999%) ‌ โดยใช้วิธีการลอย (FZ) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้พลังงานสูง (เช่น IGBTS) และชิปขั้นสูง เทคโนโลยีนี้จะช่วยลดการปนเปื้อนของออกซิเจนผ่านกระบวนการที่ปราศจากเบ้าหลอมและรวมวิธี Sileane CVD และวิธีการดัดแปลงซีเมนส์เพื่อให้ได้การผลิตที่มีประสิทธิภาพของ polysilicon‌47
‌germanium Materials‌: การทำให้บริสุทธิ์การหลอมรวมโซนที่ได้รับการปรับปรุงให้สูงขึ้นได้เพิ่มความบริสุทธิ์ของเจอร์เมเนียมเป็น ‌13n‌ พร้อมกับค่าสัมประสิทธิ์การกระจายความบริสุทธิ์ที่ดีขึ้นช่วยให้การใช้งานในเลนส์อินฟราเรดและเครื่องตรวจจับรังสี ‌23 อย่างไรก็ตามการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัสดุเจอร์เมเนียมที่หลอมเหลวและอุปกรณ์ที่อุณหภูมิสูงยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ ‌23
2. ‌ การเคลื่อนไหวในกระบวนการและอุปกรณ์ ‌
‌ พารามิเตอร์การควบคุมพารามิเตอร์ ‌: การปรับความเร็วการเคลื่อนไหวของโซนละลายการไล่ระดับสีอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมก๊าซป้องกัน-พร้อมกับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และระบบตอบรับอัตโนมัติ-มีความเสถียรของกระบวนการที่เพิ่มขึ้นและการทำซ้ำในขณะที่ลดการโต้ตอบระหว่างเจอร์เมAเนียม/ซิลิคอนและอุปกรณ์ ‌27
‌polysilicon Production‌: วิธีที่ปรับขนาดได้ใหม่สำหรับโพลีซิลิคอนระดับโซนที่อยู่ในระดับการละลายที่อยู่ที่อยู่การควบคุมปริมาณออกซิเจนในกระบวนการดั้งเดิมลดการใช้พลังงานและเพิ่มผลผลิต 47
3. การรวมเทคโนโลยีและแอพพลิเคชั่นข้ามสาขาวิชา ‌
‌ การตกผลึกแบบผสมผสานการผสมพันธุ์ ‌: เทคนิคการตกผลึกการหลอมเหลวต่ำพลังงานกำลังถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแยกสารอินทรีย์และการทำให้บริสุทธิ์
semiconductors รุ่นที่สาม: การหลอมรวมโซนถูกนำไปใช้กับวัสดุวงกว้างเช่น ‌silicon carbide (SIC) ‌ และ ‌gallium nitride (GAN) ‌ รองรับอุปกรณ์ความถี่สูงและอุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีเตาเผาผลึกเดี่ยวของเหลวช่วยให้การเจริญเติบโตของคริสตัล SIC ที่มีเสถียรภาพผ่านการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ ‌15
4. ‌ ความหลากหลายของแอปพลิเคชันสถานการณ์ ‌
‌photovoltaics‌: polysilicon เกรดโซนการละลายถูกใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงบรรลุประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริก ‌ มากกว่า 26%‌ และความก้าวหน้าในการขับเคลื่อนในพลังงานหมุนเวียน ‌4
technologies เทคโนโลยีและเครื่องตรวจจับที่มีความสมบูรณ์: Germanium ที่มีความชุกสูงเป็นพิเศษช่วยให้การถ่ายภาพอินฟราเรดที่มีประสิทธิภาพสูงและอุปกรณ์การมองเห็นตอนกลางคืนสำหรับการทหารความมั่นคงและตลาดพลเรือน 23
5. ‌ Challenges และทิศทางในอนาคต ‌
‌ จำกัด การกำจัดความสมบูรณ์: วิธีการในปัจจุบันต่อสู้กับการกำจัดสิ่งเจือปนองค์ประกอบแสง (เช่นโบรอน, ฟอสฟอรัส), จำเป็นต้องใช้กระบวนการยาสลบใหม่หรือเทคโนโลยีการควบคุมโซนหลอมเหลว
ความทนทานของอุปกรณ์และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ‌: การวิจัยมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนที่ทนต่อการกัดกร่อนและระบบทำความร้อนด้วยคลื่นวิทยุเพื่อลดการใช้พลังงานและยืดอายุการใช้งาน เทคโนโลยีสูญญากาศ arc remelting (VAR) แสดงสัญญาสำหรับการปรับแต่งโลหะ ‌47
เทคโนโลยีการหลอมละลายโซนกำลังก้าวไปสู่ความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นต้นทุนที่ต่ำกว่าและการใช้งานที่กว้างขึ้น ‌ การทำให้บทบาทเป็นรากฐานที่สำคัญในเซมิคอนดักเตอร์พลังงานหมุนเวียนและออพโตอิเล็กทรอนิกส์ ‌