1. 고순도 물질 제조 분야의 혁신
실리콘 기반 소재: 플로팅 존(FZ) 방식을 사용하여 실리콘 단결정의 순도가 13N(99.9999999999%)을 넘어섰으며, 이는 고전력 반도체 소자(예: IGBT) 및 첨단 칩의 성능을 크게 향상시킵니다.45 이 기술은 도가니 없는 공정을 통해 산소 오염을 줄이고 실란 CVD 및 변형된 지멘스 방식을 통합하여 존 용융 등급 폴리실리콘의 효율적인 생산을 달성합니다.47
게르마늄 소재: 최적화된 용융 구역 정제를 통해 게르마늄 순도가 13N으로 향상되었고, 불순물 분포 계수도 개선되어 적외선 광학 및 방사선 검출기 분야에 응용될 수 있습니다. 그러나 고온에서 용융 게르마늄과 장비 소재 간의 상호작용은 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다.
2. 공정 및 장비 혁신
동적 매개변수 제어: 용융 구역 이동 속도, 온도 구배 및 보호 가스 환경에 대한 조정과 실시간 모니터링 및 자동 피드백 시스템을 결합하여 게르마늄/실리콘과 장비 간의 상호 작용을 최소화하는 동시에 공정 안정성과 반복성을 향상시켰습니다.27.
폴리실리콘 생산: 구역 용융 등급 폴리실리콘을 위한 새로운 확장 가능 방법은 기존 공정의 산소 함량 제어 과제를 해결하여 에너지 소비를 줄이고 수율을 높입니다.47.
3. 기술 통합 및 학제 간 응용
용융 결정화 하이브리드화: 저에너지 용융 결정화 기술이 유기 화합물 분리 및 정제를 최적화하기 위해 통합되고 있으며, 제약 중간체 및 정밀 화학 분야에서 구역 용융 응용 분야가 확대되고 있습니다.6.
3세대 반도체: 존 멜팅(Zone Melting) 기술은 이제 탄화규소(SiC) 및 질화갈륨(GaN)과 같은 와이드 밴드갭 소재에 적용되어 고주파 및 고온 소자를 지원합니다. 예를 들어, 액상 단결정로 기술은 정밀한 온도 제어를 통해 안정적인 SiC 결정 성장을 가능하게 합니다.15.
4. 다양한 응용 프로그램 시나리오
태양광 발전: 존 멜팅 등급 폴리실리콘은 고효율 태양 전지에 사용되어 26% 이상의 광전 변환 효율을 달성하고 재생 에너지의 발전을 촉진합니다.4.
적외선 및 감지기 기술: 초고순도 게르마늄은 군사, 보안 및 민간 시장을 위한 소형화된 고성능 적외선 이미징 및 야간 투시 장치를 구현합니다.23.
5. 도전과 미래 방향
불순물 제거 한계: 현재 방법은 경원소 불순물(예: 붕소, 인)을 제거하는 데 어려움을 겪어 새로운 도핑 공정이나 동적 용융 영역 제어 기술이 필요합니다.25.
장비 내구성 및 에너지 효율: 연구는 에너지 소비를 줄이고 장비 수명을 연장하기 위해 고온 및 내부식성이 뛰어난 도가니 소재와 고주파 가열 시스템 개발에 중점을 두고 있습니다. 진공 아크 재용해(VAR) 기술은 금속 정련에 유망한 것으로 나타났습니다.47
존 멜팅 기술은 더 높은 순도, 더 낮은 비용, 더 광범위한 적용성을 향해 발전하고 있으며, 반도체, 재생 에너지 및 광전자 분야에서 초석으로서의 역할을 확고히 하고 있습니다.
게시 시간: 2025년 3월 26일