1. Proboji u pripremi materijala visoke čistoće
Materijali na bazi silicijuma: Čistoća monokristala silicijuma je premašila 13N (99,9999999999%) koristeći metodu plutajuće zone (FZ), značajno poboljšavajući performanse poluprovodničkih uređaja velike snage (npr. IGBT-ovi) i naprednih 45 čipova. Ova tehnologija smanjuje kontaminaciju kiseonikom kroz proces bez lončića i integriše silan CVD i modifikovane Siemens metode za postizanje efikasne proizvodnje polisilicijuma zonskog topljenja47.
Germanijumski materijali: Optimizovano zonsko prečišćavanje topljenja je podiglo čistoću germanijuma na 13N, sa poboljšanim koeficijentima raspodele nečistoća, omogućavajući primenu u infracrvenoj optici i detektorima zračenja23. Međutim, interakcije između rastaljenog germanija i materijala opreme na visokim temperaturama ostaju kritični izazov23.
2. Inovacije u procesu i opremi
Kontrola dinamičkih parametara: Prilagođavanja brzine kretanja zone topljenja, temperaturnih gradijenta i okruženja zaštitnih gasova – zajedno sa praćenjem u realnom vremenu i automatizovanim sistemima povratnih informacija – imaju poboljšanu stabilnost procesa i ponovljivost dok minimiziraju interakcije između germanijuma/silicijuma i opreme27.
Proizvodnja polisilicijuma: Nove skalabilne metode polisilicijuma zonskog topljenja rješavaju izazove kontrole sadržaja kisika u tradicionalnim procesima, smanjujući potrošnju energije i povećavajući prinos47.
3. Integracija tehnologije i međudisciplinarne aplikacije
Hibridizacija kristalizacijom taline: Niskoenergetske tehnike kristalizacije taline se integriraju kako bi se optimiziralo odvajanje i prečišćavanje organskih jedinjenja, šireći primjene zona topljenja u farmaceutskim intermedijarima i finim hemikalijama6.
Poluprovodnici treće generacije: zonsko topljenje se sada primjenjuje na materijale sa širokim pojasom kao što su silicijum karbid (SiC) i galijum nitrid (GaN), podržavajući visokofrekventne i visokotemperaturne uređaje. Na primjer, tehnologija monokristalne peći tečne faze omogućava stabilan rast kristala SiC putem precizne kontrole temperature15.
4. Diverzifikovani scenariji aplikacija
Fotovoltaika: polisilicijum zonskog topljenja koristi se u visokoefikasnim solarnim ćelijama, postižući efikasnost fotoelektrične konverzije od preko 26% i podstičući napredak u obnovljivoj energiji4.
Infracrvene i detektorske tehnologije: Germanijum ultra-visoke čistoće omogućava minijaturizovane uređaje za infracrveno snimanje i noćno osmatranje visokih performansi za vojna, bezbednosna i civilna tržišta23.
5. Izazovi i budući pravci
Granice uklanjanja nečistoća: Trenutne metode se bore s uklanjanjem nečistoća lakih elemenata (npr. bora, fosfora), što zahtijeva nove procese dopinga ili dinamičke tehnologije kontrole zona taljenja25.
Trajnost opreme i energetska efikasnost: Istraživanje se fokusira na razvoj materijala za lončiće otporne na visoke temperature, otporne na koroziju i radiofrekventnih sistema grijanja kako bi se smanjila potrošnja energije i produžio vijek trajanja opreme. Tehnologija vakuumskog lučnog topljenja (VAR) obećava prečišćavanje metala47.
Tehnologija zonskog topljenja napreduje prema većoj čistoći, nižoj cijeni i široj primjenjivosti, učvršćujući svoju ulogu kamena temeljca u poluvodičima, obnovljivoj energiji i optoelektronici
Vrijeme objave: Mar-26-2025