1. Áttörés a nagy tisztaságú anyagok előkészítésében
Szilícium alapú anyagok: A szilícium egykristályok tisztasága meghaladta a 13 N-t (99,9999999999%) a lebegőzóna (FZ) módszerrel, jelentősen javítva a nagy teljesítményű félvezető eszközök (pl. IGBT-k) és a fejlett 4 chipek55 teljesítményét. Ez a technológia a tégelymentes eljárás révén csökkenti az oxigénszennyeződést, és integrálja a szilán CVD-t és a módosított Siemens-módszereket a zónában olvadó minőségű poliszilícium47 hatékony előállításához.
Germánium anyagok: Az optimalizált zónás olvasztásos tisztítás a germánium tisztaságát 13 N-ra emelte, javított szennyeződés-eloszlási együtthatókkal, lehetővé téve az infravörös optikában és sugárzásdetektorokban való alkalmazást23. Az olvadt germánium és a berendezések anyagai közötti kölcsönhatások magas hőmérsékleten azonban továbbra is kritikus kihívást jelentenek23.
2. Innovációk a folyamatokban és berendezésekben
Dinamikus paramétervezérlés: Az olvadási zóna mozgási sebességének, hőmérsékleti gradienseinek és védőgáz-környezetének beállításai – valós idejű felügyelettel és automatizált visszacsatoló rendszerekkel párosulva – javítják a folyamat stabilitását és megismételhetőségét, miközben minimalizálják a germánium/szilícium és a berendezés közötti kölcsönhatásokat27.
Poliszilícium gyártás: A zónában olvasztó minőségű poliszilícium új, méretezhető módszerei a hagyományos eljárások oxigéntartalom-szabályozási kihívásait kezelik, csökkentik az energiafogyasztást és növelik a hozamot47.
3. Technológiai integráció és több tudományágat átfogó alkalmazások
Olvadékkristályosítási hibridizáció: Alacsony energiájú olvadékkristályosítási technikákat integrálnak a szerves vegyületek elválasztásának és tisztításának optimalizálása, valamint a gyógyszerészeti köztitermékek és finomvegyszerek zónás olvasztási alkalmazásainak kiterjesztése érdekében6.
Harmadik generációs félvezetők: A zónaolvasztást ma már széles sávú anyagoknál alkalmazzák, mint például a szilícium-karbid (SiC) és a gallium-nitrid (GaN), amelyek támogatják a nagyfrekvenciás és magas hőmérsékletű eszközöket. Például a folyadékfázisú egykristályos kemence technológia lehetővé teszi a szilícium-karbid kristályok stabil növekedését a precíz hőmérséklet-szabályozás révén15.
4. Sokoldalú alkalmazási forgatókönyvek
Fényelemek: A zónában olvadó minőségű poliszilíciumot nagy hatásfokú napelemekben használják, így több mint 26%-os fotoelektromos átalakítási hatásfokot érnek el, és előrelépést tesznek a megújuló energiaforrások terén4.
Infravörös és detektortechnológiák: Az ultranagy tisztaságú germánium miniatürizált, nagy teljesítményű infravörös képalkotó és éjjellátó eszközöket tesz lehetővé katonai, biztonsági és polgári piacokon23.
5. Kihívások és jövőbeli irányok
Szennyeződéseltávolítási határértékek: A jelenlegi módszerek nehezen távolítják el a könnyű elemekből származó szennyeződéseket (pl. bór, foszfor), ezért új adalékolási eljárásokra vagy dinamikus olvadási zóna-szabályozási technológiákra van szükség25.
A berendezések tartóssága és energiahatékonysága: A kutatás a magas hőmérsékletnek ellenálló, korrózióálló tégelyes anyagok és rádiófrekvenciás fűtőrendszerek fejlesztésére összpontosít az energiafogyasztás csökkentése és a berendezések élettartamának meghosszabbítása érdekében. A vákuumíves újraolvasztási (VAR) technológia ígéretes a fémek finomítására47.
A zónaolvadási technológia a nagyobb tisztaság, alacsonyabb költségek és szélesebb körű alkalmazhatóság felé halad, megszilárdítva a félvezetők, a megújuló energia és az optoelektronika sarokköveként betöltött szerepét.
Feladás időpontja: 2025. március 26