1. Жоғары тазалықтағы материалдарды дайындаудағы жетістіктер
Кремний негізіндегі материалдар: Кремний монокристалдарының тазалығы қалқымалы аймақ (FZ) әдісін қолдану арқылы 13N (99.9999999999%)-дан асып түсті, бұл жоғары қуатты жартылай өткізгіш құрылғылардың (мысалы, IGBT) және озық чиптердің45 өнімділігін айтарлықтай жақсартады. Бұл технология тигельсіз процесс арқылы оттегінің ластануын азайтады және аймақтық балқыту дәрежесіндегі полискремнийдің47 тиімді өндірісіне қол жеткізу үшін силан CVD және модификацияланған Siemens әдістерін біріктіреді.
Германий материалдары: Оңтайландырылған аймақтық балқыту тазартуы германий тазалығын 13N-ге дейін көтерді, қоспаның таралу коэффициенттерін жақсартты, бұл инфрақызыл оптика мен сәулелену детекторларында қолдануға мүмкіндік береді23. Дегенмен, балқытылған германий мен жабдық материалдарының жоғары температурада өзара әрекеттесуі маңызды мәселе болып қала береді23.
2. Процесс пен жабдықтағы инновациялар
Динамикалық параметрлерді басқару: Балқу аймағының қозғалыс жылдамдығына, температура градиенттеріне және қорғаныш газ орталарына түзетулер – нақты уақыт режимінде бақылау және автоматтандырылған кері байланыс жүйелерімен бірге – германий/кремний мен жабдық арасындағы өзара әрекеттесуді азайта отырып, процестің тұрақтылығы мен қайталануын жақсартты27.
Поликремний өндірісі: Аймақтық балқыту дәрежесіндегі поликремнийдің жаңа масштабталатын әдістері дәстүрлі процестердегі оттегі мөлшерін бақылау мәселелерін шешеді, энергия тұтынуды азайтады және өнімділікті арттырады47.
3. Технологиялық интеграция және пәнаралық қолдану
Балқытылған кристалдануды будандастыру: Органикалық қосылыстарды бөлу мен тазартуды оңтайландыру, фармацевтикалық аралық өнімдер мен ұсақ химиялық заттарда аймақтық балқытуды қолдануды кеңейту үшін төмен энергиялы балқытылған кристалдану әдістері біріктірілуде.
Үшінші буын жартылай өткізгіштері: Аймақтық балқыту қазір кремний карбиді (SiC) және галлий нитриді (GaN) сияқты кең жолақты материалдарға қолданылады, бұл жоғары жиілікті және жоғары температуралы құрылғыларды қолдайды. Мысалы, сұйық фазалы монокристалды пеш технологиясы температураны дәл бақылау арқылы SiC кристалдарының тұрақты өсуіне мүмкіндік береді15.
4. Әртараптандырылған қолданба сценарийлері
Фотоэлектрлік технологиялар: Аймақтық балқыту дәрежесіндегі полискремний жоғары тиімді күн батареяларында қолданылады, бұл фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігін 26%-дан астамға жеткізеді және жаңартылатын энергия көздері саласындағы жетістіктерге ықпал етеді4.
Инфрақызыл және детекторлық технологиялар: аса таза германий әскери, қауіпсіздік және азаматтық нарықтар үшін миниатюралық, жоғары өнімді инфрақызыл бейнелеу және түнгі көру құрылғыларын жасауға мүмкіндік береді.
5. Қиындықтар және болашақ бағыттар
Қоспаны жою шектеулері: Қазіргі әдістер жеңіл элементтер қоспаларын (мысалы, бор, фосфор) жоюда қиындықтар тудырады, бұл жаңа легирлеу процестерін немесе динамикалық балқыту аймағын басқару технологияларын қажет етеді.
Жабдықтың беріктігі және энергия тиімділігі: Зерттеулер энергия тұтынуды азайту және жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін жоғары температураға төзімді, коррозияға төзімді тигель материалдарын және радиожиілікті қыздыру жүйелерін әзірлеуге бағытталған. Вакуумдық доғаны қайта балқыту (VAR) технологиясы металды тазартуда перспективалы екенін көрсетеді47.
Аймақтық балқыту технологиясы тазалығы жоғары, құны төмен және кеңірек қолданылу аясына қарай жылжып, жартылай өткізгіштерде, жаңартылатын энергия көздерінде және оптоэлектроникада негізгі рөлін нығайтуда.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 26 наурыз