Գոտու հալման տեխնոլոգիայի նոր զարգացումներ

1. Բարձր մաքրության նյութերի պատրաստման առաջընթաց
Սիլիցիումի վրա հիմնված նյութեր․ սիլիցիումի միաբյուրեղների մաքրությունը գերազանցել է 13N-ը (99,9999999999%)՝ օգտագործելով լողացող գոտու (FZ) մեթոդը՝ զգալիորեն բարելավելով բարձր հզորության կիսահաղորդչային սարքերի (օրինակ՝ IGBT) և առաջադեմ չիպերի աշխատանքը45։ Այս տեխնոլոգիան նվազեցնում է թթվածնի աղտոտումը առանց կարասի գործընթացի միջոցով և ինտեգրում է սիլանային CVD-ն և փոփոխված Siemens-ի մեթոդները՝ հասնելու համար գոտի հալման աստիճանի պոլիսիլիկոնի 47 արդյունավետ արտադրության:
Գերմանիումի նյութեր․ օպտիմիզացված գոտու հալման մաքրումը բարձրացրել է գերմանիումի մաքրությունը մինչև 13N‌՝ բարելավված կեղտաջրերի բաշխման գործակիցներով, ինչը հնարավորություն է տալիս կիրառել ինֆրակարմիր օպտիկա և ճառագայթման դետեկտորներ23։ Այնուամենայնիվ, հալած գերմանիումի և սարքավորումների նյութերի միջև փոխազդեցությունը բարձր ջերմաստիճաններում մնում է կարևոր մարտահրավեր23:
2. Նորարարություններ գործընթացներում և սարքավորումներում
Դինամիկ պարամետրի վերահսկում‌․ հալման գոտու շարժման արագության, ջերմաստիճանի գրադիենտների և պաշտպանիչ գազային միջավայրերի ճշգրտումները՝ զուգորդված իրական ժամանակի մոնիտորինգի և հետադարձ կապի ավտոմատ համակարգերի հետ, բարելավում են գործընթացի կայունությունը և կրկնելիությունը՝ նվազագույնի հասցնելով գերմանիումի/սիլիկոնի և սարքավորումների փոխազդեցությունը27։
Պոլիսիլիցիումի արտադրություն. Գոտի-հալման աստիճանի պոլիսիլիկոնի նոր ընդլայնելի մեթոդները լուծում են թթվածնի պարունակության վերահսկման մարտահրավերները ավանդական գործընթացներում՝ նվազեցնելով էներգիայի սպառումը և բարձրացնելով եկամտաբերությունը47:
3. Տեխնոլոգիաների ինտեգրում և միջառարկայական կիրառություններ
Հալեցման բյուրեղացման հիբրիդացում. Ցածր էներգիայի հալոցքի բյուրեղացման տեխնիկան ինտեգրվում է օրգանական միացությունների բաժանումն ու մաքրումը օպտիմալացնելու, դեղագործական միջանկյալ նյութերի և նուրբ քիմիական նյութերի հալման գոտիների ընդլայնման համար6:
Երրորդ սերնդի կիսահաղորդիչներ․ Գոտու հալումն այժմ կիրառվում է լայն բացվածքով նյութերի վրա, ինչպիսիք են սիլիցիումի կարբիդը (SiC) և գալիումի նիտրիդը (GaN)՝ աջակցելով բարձր հաճախականության և բարձր ջերմաստիճանի սարքերին։ Օրինակ, հեղուկ ֆազային մեկ բյուրեղյա վառարանների տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս կայուն SiC բյուրեղների աճը ճշգրիտ ջերմաստիճանի վերահսկման միջոցով15:
4. Դիվերսիֆիկացված կիրառման սցենարներ
Ֆոտովոլտաիկ. Գոտու հալման աստիճանի պոլիսիլիկոնն օգտագործվում է բարձր արդյունավետությամբ արևային մարտկոցներում՝ հասնելով ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման արդյունավետության ավելի քան 26%-ի և առաջընթացի խթանելով վերականգնվող էներգիայի ոլորտում4:
Ինֆրակարմիր և դետեկտորային տեխնոլոգիաներ․ գերբարձր մաքրության գերմանիումը թույլ է տալիս մանրացված, բարձր արդյունավետությամբ ինֆրակարմիր պատկերման և գիշերային տեսողության սարքերը ռազմական, անվտանգության և քաղաքացիական շուկաների համար 23։
5. Մարտահրավերներ և ապագա ուղղություններ
‌Կեղտոտության հեռացման սահմանները. Ընթացիկ մեթոդները պայքարում են թեթև տարրերի կեղտերը (օրինակ՝ բոր, ֆոսֆոր) հեռացնելու հետ, որոնք պահանջում են դոպինգի նոր գործընթացներ կամ դինամիկ հալեցման գոտու վերահսկման տեխնոլոգիաներ25:
Սարքավորման երկարակեցություն և էներգաարդյունավետություն. Հետազոտությունը կենտրոնանում է բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն, կոռոզիոն դիմացկուն կարասային նյութերի և ռադիոհաճախականության ջեռուցման համակարգերի մշակման վրա՝ էներգիայի սպառումը նվազեցնելու և սարքավորումների շահագործման ժամկետը երկարացնելու համար: Վակուումային աղեղի վերաձուլման (VAR) տեխնոլոգիան խոստումնալից է մետաղների մշակման համար47:
Գոտու հալման տեխնոլոգիան զարգանում է դեպի ավելի բարձր մաքրություն, ավելի ցածր գնով և ավելի լայն կիրառելիություն՝ ամրապնդելով իր դերը որպես անկյունաքար կիսահաղորդիչների, վերականգնվող էներգիայի և օպտոէլեկտրոնիկայի ոլորտում։