1. Preboj pri pripravi materialov visoke čistosti
Materiali na osnovi silicija: Čistost monokristalov silicija je presegla 13N (99,9999999999 %) z uporabo metode lebdečega območja (FZ), kar znatno izboljša zmogljivost polprevodniških naprav visoke moči (npr. IGBT) in naprednih čipov45. Ta tehnologija zmanjšuje onesnaženje s kisikom s postopkom brez lončka in združuje CVD s silanom in modificirane Siemensove metode za doseganje učinkovite proizvodnje polisilicija47 za consko taljenje.
Germanijevi materiali: Optimizirano consko čiščenje s taljenjem je povišalo čistost germanija na 13N, z izboljšanimi koeficienti porazdelitve nečistoč, kar omogoča uporabo v infrardeči optiki in detektorjih sevanja23. Vendar interakcije med staljenim germanijem in materiali opreme pri visokih temperaturah ostajajo kritičen izziv23.
2. Inovacije v procesu in opremi
Dinamični nadzor parametrov: Prilagoditve hitrosti gibanja območja taline, temperaturnih gradientov in okolij z zaščitnim plinom – skupaj s spremljanjem v realnem času in avtomatiziranimi povratnimi sistemi – so izboljšale stabilnost in ponovljivost procesa, hkrati pa zmanjšale interakcije med germanijem/silicijem in opremo27.
Proizvodnja polisilicija: Nove razširljive metode za consko talilni polisilicij obravnavajo izzive nadzora vsebnosti kisika v tradicionalnih procesih, zmanjšujejo porabo energije in povečujejo izkoristek47.
3. Tehnološka integracija in meddisciplinarne aplikacije
Hibridizacija s kristalizacijo iz taline: tehnike nizkoenergijske kristalizacije iz taline se integrirajo za optimizacijo ločevanja in čiščenja organskih spojin, s čimer se razširijo aplikacije taljenja območij v farmacevtskih intermediatih in finih kemikalijah6.
Polprevodniki tretje generacije: consko taljenje se zdaj uporablja za širokopasovne materiale, kot sta silicijev karbid (SiC) in galijev nitrid (GaN), ki podpirajo visokofrekvenčne in visokotemperaturne naprave. Na primer, tehnologija tekoče faze enokristalne peči omogoča stabilno rast kristalov SiC prek natančnega nadzora temperature15.
4. Različni scenariji uporabe
Fotovoltaika: Polisilicij za consko taljenje se uporablja v visoko učinkovitih sončnih celicah, ki dosegajo učinkovitost fotoelektrične pretvorbe več kot 26 % in spodbujajo napredek v obnovljivi energiji4.
Infrardeče in detektorske tehnologije: Germanij ultra visoke čistosti omogoča miniaturne, visoko zmogljive naprave za infrardeče slikanje in nočno opazovanje za vojaške, varnostne in civilne trge23.
5. Izzivi in prihodnje usmeritve
Meje odstranjevanja nečistoč: Trenutne metode se spopadajo z odstranjevanjem nečistoč lahkih elementov (npr. bora, fosforja), zaradi česar so potrebni novi postopki dopinga ali tehnologije za nadzor dinamične cone taljenja25.
Trajnost opreme in energetska učinkovitost: Raziskave se osredotočajo na razvoj visokotemperaturno in korozijsko odpornih materialov za lončke in radiofrekvenčnih ogrevalnih sistemov za zmanjšanje porabe energije in podaljšanje življenjske dobe opreme. Tehnologija pretaljevanja z vakuumskim oblokom (VAR) obljublja prečiščevanje kovin47.
Tehnologija conskega taljenja napreduje v smeri višje čistosti, nižjih stroškov in širše uporabnosti, s čimer utrjuje svojo vlogo temeljnega kamna v polprevodnikih, obnovljivih virih energije in optoelektroniki
Čas objave: 26. marec 2025