Bölge eritme teknolojisinde yeni gelişmeler

1. yüksek saflıkta malzeme preparatında breakthroughs‌
‌Silicon tabanlı malzemeler‌: Silikon tek kristallerinin saflığı, yüzen bölge (FZ) yöntemini kullanarak ‌13N (99.9999999999%) ‌ 'nı aştı, yüksek güçlü yarı iletken cihazların (örneğin, IGBT'ler) ve gelişmiş chips‌45'in performansını önemli ölçüde artırdı. Bu teknoloji, pota içermeyen bir işlemle oksijen kontaminasyonunu azaltır ve bölge-eritme dereceli polisilikon‌47'nin etkili üretimini elde etmek için silan CVD ve modifiye Siemens yöntemlerini entegre eder.
‌Germanyum Malzemeler ‌: Optimize edilmiş bölge eritme saflaştırması, gelişmiş safsızlık dağılım katsayılarıyla, kızılötesi optik ve radyasyon dedektörlerindeki uygulamaları sağlayan ‌13N‌'ye yükselmiştir. Bununla birlikte, erimiş germanyum ve yüksek sıcaklıklarda ekipman malzemeleri arasındaki etkileşimler kritik bir meydan okuma olmaya devam etmektedir.
2. İşlem ve Ekipmanda İlişkiler ”
‌Dynamic parametre kontrolü‌: Gerçek zamanlı izleme ve otomatik geri bildirim sistemleri ile birleştirilmiş bölge hareket hızını, sıcaklık gradyanlarını ve koruyucu gaz ortamlarını eritmeye yönelik ayarlamalar, germanyum/silikon ve ekipman arasındaki etkileşimleri en aza indirirken gelişmiş süreç kararlılığı ve tekrarlanabilirliğe sahiptir‌27.
‌Polysilikon üretimi‌: Bölge-eritme sınıfı polisilikon için yeni ölçeklenebilir yöntemler, geleneksel süreçlerde oksijen içeriği kontrol zorlukları, enerji tüketimini azaltar ve verimi artırır‌47.
3. ‌Teknoloji entegrasyonu ve disiplinler arası uygulamalar‌
‌Melt kristalizasyon hibridizasyonu‌: Düşük enerjili eriyik kristalleştirme teknikleri, organik bileşik ayırma ve saflaştırmayı optimize etmek için entegre edilir, farmasötik ara maddelerde ve ince kimyasallarda bölge erimesi uygulamalarını genişletir‌6.
‌ Üçüncü nesil yarı iletkenler‌: Bölge erimesi artık ‌silikon karbür (sic) ‌ ve ‌galyum nitrür (GaN) ‌ gibi geniş bant boşluğu malzemelerine uygulanmaktadır. Örneğin, sıvı fazlı tek kristal fırın teknolojisi, hassas sıcaklık kontrolü ile kararlı SIC kristal büyümesini sağlar‌15.
4. ‌Derive uygulama senaryoları‌
‌Fotovoltaikler‌: Bölge-eritme dereceli polisilikon, yüksek verimli güneş hücrelerinde kullanılır, fotoelektrik dönüşüm verimliliği ‌%26 ‌ ve yenilenebilir enerjide ilerlemeler artar.
‌İnfraned ve dedektör teknolojileri‌: Ultra yüksek saflıkta Germanyum, askeri, güvenlik ve sivil piyasalar için minyatür, yüksek performanslı kızılötesi görüntüleme ve gece görüş cihazlarını mümkün kılar.
5. ‌Challenges ve gelecekteki yönelimler
‌ Sıkışın kaldırılması sınırları‌: Mevcut yöntemler, ışık elemanı safsızlıklarını (örneğin, bor, fosfor) ortadan kaldırmakla mücadele ederek yeni doping süreçleri veya dinamik eriyik bölge kontrol teknolojileri gerektirir.
‌ Dayanık Dayanıklılığı ve Enerji Verimliliği ‌: Araştırmalar, enerji tüketimini azaltmak ve ekipman ömrünü uzatmak için yüksek sıcaklık dirençli, korozyona dirençli pota malzemeleri geliştirmeye odaklanmaktadır. Vakum Ark Artırma (VAR) Teknolojisi, metal arıtma için vaat gösterir‌47.
Bölge eritme teknolojisi, yarı iletkenlerde, yenilenebilir enerji ve optoelektroniklerde bir köşe taşı olarak rolünü sağlamlaştırarak, daha yüksek saflık, daha düşük maliyet ve daha geniş uygulanabilirliğe doğru ilerlemektedir.