1. Läbimurded kõrge puhtusastmega materjalide ettevalmistamisel
Ränipõhised materjalid: räni monokristallide puhtus on ujuva tsooni (FZ) meetodil ületanud 13 N (99,9999999999%), mis parandab oluliselt suure võimsusega pooljuhtseadmete (nt IGBT-d) ja täiustatud 45 kiipide jõudlust. See tehnoloogia vähendab hapnikuga saastumist tiiglivaba protsessi kaudu ning integreerib silaani CVD ja modifitseeritud Siemensi meetodid, et saavutada tsoonisulamiskvaliteediga polüräni47 tõhus tootmine.
Germaaniumimaterjalid: optimeeritud tsoonisulatuspuhastus on tõstnud germaaniumi puhtuse 13N-ni, lisandite jaotuskoefitsiente on täiustatud, võimaldades rakendusi infrapuna-optikas ja kiirgusdetektorites23. Siiski on sula germaaniumi ja seadmete materjalide vastastikune mõju kõrgel temperatuuril endiselt kriitilise tähtsusega väljakutse23.
2. Protsessi ja seadmete uuendused
Dünaamiliste parameetrite juhtimine: sulamistsooni liikumiskiiruse, temperatuurigradientide ja kaitsvate gaasikeskkondade kohandused koos reaalajas jälgimise ja automatiseeritud tagasisidesüsteemidega on suurendanud protsessi stabiilsust ja korratavust, minimeerides samal ajal germaaniumi/räni ja seadmete vahelisi koostoimeid27.
Polüräi tootmine: uudsed skaleeritavad meetodid tsoonisulamiskvaliteediga polüräni jaoks lahendavad traditsiooniliste protsesside hapnikusisalduse kontrollimise väljakutseid, vähendades energiatarbimist ja suurendades saagist47.
3. Tehnoloogia integreerimine ja valdkondadevahelised rakendused
Sulamise kristallisatsiooni hübridiseerimine: integreeritakse madala energiatarbega sulakristallimise tehnikaid, et optimeerida orgaaniliste ühendite eraldamist ja puhastamist, laiendades tsoonide sulatamise rakendusi farmaatsia vahetoodetes ja peenkemikaalides6.
Kolmanda põlvkonna pooljuhid: tsoonide sulatamist rakendatakse nüüd laia ribalaiusega materjalidele, nagu ränikarbiid (SiC) ja galliumnitriid (GaN), toetades kõrgsageduslikke ja kõrge temperatuuriga seadmeid. Näiteks võimaldab vedelfaasilise ühekristallahju tehnoloogia täpse temperatuuri reguleerimise kaudu stabiilset ränikarbiidi kristallide kasvu15.
4. Mitmekesised rakendusstsenaariumid
Fotogalvaanika: Tsoonisulamiskvaliteediga polüräni kasutatakse suure kasuteguriga päikesepatareides, saavutades fotoelektrilise muundamise kasuteguri üle 26% ja edendades taastuvenergiat4.
Infrapuna- ja detektoritehnoloogiad: ülikõrge puhtusastmega germaanium võimaldab miniatuurseid, suure jõudlusega infrapunakujutisi ja öövaatlusseadmeid sõjalistel, julgeoleku- ja tsiviilturgudel23.
5. Väljakutsed ja tulevikusuunad
Lisandite eemaldamise piirangud: praegused meetodid on hädas kergete elementide lisandite (nt boor, fosfor) eemaldamisega, mistõttu on vaja uusi dopinguprotsesse või dünaamilisi sulamistsooni kontrollimise tehnoloogiaid25.
Seadmete vastupidavus ja energiatõhusus: teadusuuringud keskenduvad kõrge temperatuuri- ja korrosioonikindlate tiiglimaterjalide ja raadiosageduslike küttesüsteemide väljatöötamisele, et vähendada energiatarbimist ja pikendada seadmete eluiga. Vaakumkaare ümbersulatamise (VAR) tehnoloogia lubab metalli viimistleda47.
Tsoonisulatustehnoloogia edeneb kõrgema puhtuse, madalamate kulude ja laiema kohaldatavuse suunas, tugevdades oma rolli pooljuhtide, taastuvenergia ja optoelektroonika nurgakivina.
Postitusaeg: 26. märts 2025