സോൺ മെൽറ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പുതിയ സംഭവവികാസങ്ങൾ

1. ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള മെറ്റീരിയൽ തയ്യാറാക്കലിലെ മുന്നേറ്റങ്ങൾ
സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ: ഫ്ലോട്ടിംഗ് സോൺ (FZ) രീതി ഉപയോഗിച്ച് സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ പരിശുദ്ധി 13N (99.99999999999%) കവിഞ്ഞു, ഇത് ഉയർന്ന പവർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങളുടെയും (ഉദാഹരണത്തിന്, IGBT-കൾ) അഡ്വാൻസ്ഡ് ചിപ്പുകളുടെയും പ്രകടനം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ക്രൂസിബിൾ-ഫ്രീ പ്രക്രിയയിലൂടെ ഓക്സിജൻ മലിനീകരണം കുറയ്ക്കുകയും സോൺ-മെൽറ്റിംഗ്-ഗ്രേഡ് പോളിസിലിക്കൺ 47 ന്റെ കാര്യക്ഷമമായ ഉത്പാദനം നേടുന്നതിന് സിലാൻ സിവിഡിയും പരിഷ്കരിച്ച സീമെൻസ് രീതികളും സംയോജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ജെർമേനിയം മെറ്റീരിയലുകൾ‌: ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത സോൺ മെൽറ്റിംഗ് ശുദ്ധീകരണം ജെർമേനിയം പരിശുദ്ധിയെ 13N ആയി ഉയർത്തി, മെച്ചപ്പെട്ട മാലിന്യ വിതരണ ഗുണകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഇൻഫ്രാറെഡ് ഒപ്റ്റിക്സിലും റേഡിയേഷൻ ഡിറ്റക്ടറുകളിലും പ്രയോഗങ്ങൾ സാധ്യമാക്കുന്നു23. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഉരുകിയ ജെർമേനിയവും ഉപകരണ വസ്തുക്കളും തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുകൾ ഒരു നിർണായക വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു23.
2. പ്രക്രിയയിലും ഉപകരണങ്ങളിലുമുള്ള നൂതനാശയങ്ങൾ
ഡൈനാമിക് പാരാമീറ്റർ നിയന്ത്രണം: ഉരുകൽ മേഖല ചലന വേഗത, താപനില ഗ്രേഡിയന്റുകൾ, സംരക്ഷണ വാതക പരിതസ്ഥിതികൾ എന്നിവയ്ക്കുള്ള ക്രമീകരണങ്ങൾ - തത്സമയ നിരീക്ഷണവും ഓട്ടോമേറ്റഡ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് സിസ്റ്റങ്ങളും - ജെർമേനിയം/സിലിക്കണും ഉപകരണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനൊപ്പം പ്രക്രിയ സ്ഥിരതയും ആവർത്തനക്ഷമതയും വർദ്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്.27
പോളിസിലിക്കൺ ഉത്പാദനം: സോൺ-മെൽറ്റിംഗ്-ഗ്രേഡ് പോളിസിലിക്കണിനുള്ള നൂതനമായ സ്കെയിലബിൾ രീതികൾ പരമ്പരാഗത പ്രക്രിയകളിലെ ഓക്സിജൻ ഉള്ളടക്ക നിയന്ത്രണ വെല്ലുവിളികളെ അഭിസംബോധന ചെയ്യുന്നു, ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുകയും വിളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു47.
3. ‘ടെക്നോളജി ഇന്റഗ്രേഷനും ക്രോസ്-ഡിസിപ്ലിനറി ആപ്ലിക്കേഷനുകളും’
‌മെൽറ്റ് ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ ഹൈബ്രിഡൈസേഷൻ: ഓർഗാനിക് സംയുക്ത വേർതിരിവും ശുദ്ധീകരണവും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനായി ലോ-എനർജി മെൽറ്റ് ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ ടെക്നിക്കുകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ ഇന്റർമീഡിയറ്റുകളിലും ഫൈൻ കെമിക്കലുകളിലും സോൺ മെൽറ്റിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നു6.
മൂന്നാം തലമുറ സെമികണ്ടക്ടറുകൾ: സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC), ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് (GaN) പോലുള്ള വൈഡ്-ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പ് വസ്തുക്കളിൽ ഇപ്പോൾ സോൺ മെൽറ്റിംഗ് പ്രയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന താപനില ഉപകരണങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ ഫർണസ് സാങ്കേതികവിദ്യ കൃത്യമായ താപനില നിയന്ത്രണം വഴി സ്ഥിരതയുള്ള SiC ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച സാധ്യമാക്കുന്നു15.
4. വൈവിധ്യമാർന്ന ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങൾ
ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്‌സ്: ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള സോളാർ സെല്ലുകളിൽ സോൺ-മെൽറ്റിംഗ്-ഗ്രേഡ് പോളിസിലിക്കൺ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് 26% ത്തിലധികം ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കുകയും പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിൽ പുരോഗതി കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഇൻഫ്രാറെഡ് ആൻഡ് ഡിറ്റക്ടർ ടെക്നോളജീസ്: അൾട്രാ-ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി ജെർമേനിയം സൈനിക, സുരക്ഷാ, സിവിലിയൻ വിപണികൾക്കായി മിനിയേച്ചറൈസ്ഡ്, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഇൻഫ്രാറെഡ് ഇമേജിംഗ്, നൈറ്റ്-വിഷൻ ഉപകരണങ്ങൾ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു23.
5. വെല്ലുവിളികളും ഭാവി നിർദ്ദേശങ്ങളും
അശുദ്ധി നീക്കം ചെയ്യൽ പരിധികൾ: നിലവിലെ രീതികൾ പ്രകാശ-മൂലക മാലിന്യങ്ങൾ (ഉദാ: ബോറോൺ, ഫോസ്ഫറസ്) നീക്കം ചെയ്യുന്നതിൽ ബുദ്ധിമുട്ടുന്നു, പുതിയ ഡോപ്പിംഗ് പ്രക്രിയകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഡൈനാമിക് മെൽറ്റ് സോൺ നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ആവശ്യമാണ്25.
ഉപകരണങ്ങളുടെ ഈടുതലും ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമതയും: ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഉപകരണങ്ങളുടെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുമായി ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന, നാശത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന ക്രൂസിബിൾ വസ്തുക്കളും റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി തപീകരണ സംവിധാനങ്ങളും വികസിപ്പിക്കുന്നതിലാണ് ഗവേഷണം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. വാക്വം ആർക്ക് റീമെൽറ്റിംഗ് (VAR) സാങ്കേതികവിദ്യ ലോഹ ശുദ്ധീകരണത്തിന് വാഗ്ദാനങ്ങൾ നൽകുന്നു47.
സോൺ മെൽറ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധി, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, വിശാലമായ പ്രയോഗക്ഷമത എന്നിവയിലേക്ക് മുന്നേറുകയാണ്, അർദ്ധചാലകങ്ങൾ, പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജം, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക്സ് എന്നിവയിൽ ഒരു മൂലക്കല്ല് എന്ന നിലയിൽ അതിന്റെ പങ്ക് ഉറപ്പിക്കുന്നു.