மண்டல உருகும் தொழில்நுட்பத்தில் புதிய முன்னேற்றங்கள்

1. அதிக தூய்மையான பொருள் தயாரிப்பில் முன்னேற்றங்கள்
சிலிக்கான் அடிப்படையிலான பொருட்கள்: மிதக்கும் மண்டலம் (FZ) முறையைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கான் ஒற்றை படிகங்களின் தூய்மை 13N (99.99999999999%)ஐத் தாண்டியுள்ளது, இது உயர்-சக்தி குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் (எ.கா., IGBTகள்) மற்றும் மேம்பட்ட சில்லுகள் 45 இன் செயல்திறனை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது. இந்த தொழில்நுட்பம் சிலுவை இல்லாத செயல்முறை மூலம் ஆக்ஸிஜன் மாசுபாட்டைக் குறைக்கிறது மற்றும் மண்டல-உருகும்-தர பாலிசிலிக்கான் 47 இன் திறமையான உற்பத்தியை அடைய சிலேன் CVD மற்றும் மாற்றியமைக்கப்பட்ட சீமென்ஸ் முறைகளை ஒருங்கிணைக்கிறது.
ஜெர்மானியப் பொருட்கள்: உகந்த மண்டல உருகும் சுத்திகரிப்பு, ஜெர்மானியத் தூய்மையை 13N ஆக உயர்த்தியுள்ளது, மேம்படுத்தப்பட்ட அசுத்த விநியோக குணகங்களுடன், அகச்சிவப்பு ஒளியியல் மற்றும் கதிர்வீச்சு கண்டறிதல்களில் பயன்பாடுகளை செயல்படுத்துகிறது23. இருப்பினும், அதிக வெப்பநிலையில் உருகிய ஜெர்மானியம் மற்றும் உபகரணப் பொருட்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகள் ஒரு முக்கியமான சவாலாகவே உள்ளன23.
2. செயல்முறை மற்றும் உபகரணங்களில் புதுமைகள்
‘டைனமிக் அளவுரு கட்டுப்பாடு’: உருகும் மண்டல இயக்க வேகம், வெப்பநிலை சாய்வு மற்றும் பாதுகாப்பு வாயு சூழல்களுக்கான சரிசெய்தல்கள் - நிகழ்நேர கண்காணிப்பு மற்றும் தானியங்கி பின்னூட்ட அமைப்புகளுடன் இணைந்து - ஜெர்மானியம்/சிலிக்கான் மற்றும் உபகரணங்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் செயல்முறை நிலைத்தன்மை மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் நிகழும் தன்மையை மேம்படுத்தியுள்ளன.
​பாலிசிலிகான் உற்பத்தி: மண்டல-உருகும்-தர பாலிசிலிகானுக்கான புதுமையான அளவிடக்கூடிய முறைகள் பாரம்பரிய செயல்முறைகளில் ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கக் கட்டுப்பாட்டு சவால்களை நிவர்த்தி செய்கின்றன, ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைத்து மகசூலை அதிகரிக்கின்றன47.
3. ‘தொழில்நுட்ப ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் குறுக்கு-ஒழுங்கு பயன்பாடுகள்’
‘உருகும் படிகமாக்கல் கலப்பினமாக்கல்’: கரிம சேர்மப் பிரிப்பு மற்றும் சுத்திகரிப்பை மேம்படுத்த, மருந்து இடைநிலைகள் மற்றும் நுண்ணிய இரசாயனங்களில் மண்டல உருகும் பயன்பாடுகளை விரிவுபடுத்த, குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட உருகும் படிகமாக்கல் நுட்பங்கள் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன.
மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள்: மண்டல உருகல் இப்போது சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு (GaN) போன்ற அகல-அலைவரிசை இடைவெளி பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது உயர் அதிர்வெண் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை சாதனங்களை ஆதரிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, திரவ-கட்ட ஒற்றை-படிக உலை தொழில்நுட்பம் துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மூலம் நிலையான SiC படிக வளர்ச்சியை செயல்படுத்துகிறது15.
4. பன்முகப்படுத்தப்பட்ட பயன்பாட்டு காட்சிகள்
ஒளிமின்னழுத்தங்கள்: மண்டல-உருகும்-தர பாலிசிலிக்கான் உயர்-செயல்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது 26% க்கும் அதிகமான ஒளிமின்னழுத்த மாற்ற செயல்திறனை அடைகிறது மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலில் முன்னேற்றங்களை உந்துகிறது4.
​அகச்சிவப்பு மற்றும் கண்டறிதல் தொழில்நுட்பங்கள்: அல்ட்ரா-ஹை-தூய்மை ஜெர்மானியம் இராணுவம், பாதுகாப்பு மற்றும் சிவிலியன் சந்தைகளுக்கு மினியேச்சரைஸ் செய்யப்பட்ட, உயர் செயல்திறன் கொண்ட அகச்சிவப்பு இமேஜிங் மற்றும் இரவு பார்வை சாதனங்களை செயல்படுத்துகிறது23.
5. ‌சவால்கள் மற்றும் எதிர்கால திசைகள்‌
தூய்மையற்ற தன்மையை அகற்றும் வரம்புகள்: தற்போதைய முறைகள் ஒளி-உறுப்பு அசுத்தங்களை (எ.கா., போரான், பாஸ்பரஸ்) அகற்றுவதில் போராடுகின்றன, இதனால் புதிய ஊக்கமருந்து செயல்முறைகள் அல்லது டைனமிக் உருகும் மண்டலக் கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பங்கள் தேவைப்படுகின்றன.
உபகரண ஆயுள் மற்றும் ஆற்றல் திறன்: ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைப்பதற்கும் உபகரணங்களின் ஆயுளை நீட்டிப்பதற்கும் உயர் வெப்பநிலை-எதிர்ப்பு, அரிப்பை எதிர்க்கும் சிலுவை பொருட்கள் மற்றும் ரேடியோ அதிர்வெண் வெப்பமாக்கல் அமைப்புகளை உருவாக்குவதில் ஆராய்ச்சி கவனம் செலுத்துகிறது. வெற்றிட வில் மறுஉருவாக்கம் (VAR) தொழில்நுட்பம் உலோக சுத்திகரிப்புக்கான வாக்குறுதியைக் காட்டுகிறது47.
மண்டல உருகும் தொழில்நுட்பம் அதிக தூய்மை, குறைந்த செலவு மற்றும் பரந்த பொருந்தக்கூடிய தன்மையை நோக்கி முன்னேறி வருகிறது, குறைக்கடத்திகள், புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றில் ஒரு மூலக்கல்லாக அதன் பங்கை உறுதிப்படுத்துகிறது.