1. Byltingar í framleiðslu á hágæða efnum
Kísilefni: Hreinleiki kísil-einkristalla hefur farið yfir 13N (99,9999999999%) með því að nota fljótandi svæðisaðferðina (FZ), sem eykur verulega afköst háafls hálfleiðara (t.d. IGBT) og háþróaðra örgjörva45. Þessi tækni dregur úr súrefnismengun með því að nota deiglulausa aðferð og samþættir silan CVD og breyttar Siemens aðferðir til að ná fram skilvirkri framleiðslu á svæðisbræðslugráðu pólýkísli47.
Germaníumefni: Með því að hámarka bræðslusvæðishreinsun hefur hreinleiki germaníums aukist í 13N, með bættum dreifistuðlum óhreininda, sem gerir kleift að nota það í innrauðri ljósfræði og geislunarskynjurum23. Hins vegar eru víxlverkun bráðins germaníums og búnaðarefna við hátt hitastig enn mikilvæg áskorun23.
2. Nýjungar í ferlum og búnaði
Stýring á breytum með kraftmiklum breytingum: Aðlögun á hraða bræðslusvæða, hitastigshalla og verndandi gasumhverfi — ásamt rauntímaeftirliti og sjálfvirkum endurgjöfarkerfum — hefur aukið stöðugleika og endurtekningarhæfni ferla og lágmarkað víxlverkun milli germaníums/kísils og búnaðar.
Framleiðsla á pólýsílikoni: Nýjar, stigstærðanlegar aðferðir fyrir svæðisbræðslu á pólýsílikoni takast á við áskoranir varðandi stjórnun súrefnisinnihalds í hefðbundnum ferlum, draga úr orkunotkun og auka afköst.
3. Tæknisamþætting og þverfagleg notkun
Bræðslukristöllun með blendingum: Lágorkutækni við bræðslukristöllun er verið að samþætta til að hámarka aðskilnað og hreinsun lífrænna efnasambanda og auka þannig notkun svæðabræðslu í lyfjafræðilegum milliefnum og fínefnum.
Þriðju kynslóðar hálfleiðara: Svæðisbræðsla er nú notuð á efni með breitt bandbil eins og kísilkarbíð (SiC) og gallíumnítríð (GaN), sem styður við hátíðni- og háhitatæki. Til dæmis gerir fljótandi einkristallsofntækni kleift að auka stöðugan SiC kristallavöxt með nákvæmri hitastýringu.
4. Fjölbreytt notkunarsviðsmynd
Ljósvirkni: Pólýsílikon með bræðslumarki í svæði er notað í sólarsellum með mikilli afköstum, sem nær yfir 26% ljósvirkni og knýr áfram framfarir í endurnýjanlegri orku.
Innrauðar og skynjaratækni: Mjög hreint germaníum gerir kleift að framleiða smækkuð, afkastamikil innrauða myndgreiningar- og nætursjónartæki fyrir hernaðar-, öryggis- og borgaralega markaði.
5. Áskoranir og framtíðaráætlanir
Takmörk á fjarlægingu óhreininda: Núverandi aðferðir eiga erfitt með að fjarlægja óhreinindi léttra frumefna (t.d. bór, fosfór), sem kallar á nýjar íblöndunaraðferðir eða stýringu á breytilegum bræðslusvæðum.
Endingartími búnaðar og orkunýting: Rannsóknir beinast að þróun hitaþolinna og tæringarþolinna deigluefna og útvarpsbylgjuhitunarkerfa til að draga úr orkunotkun og lengja líftíma búnaðar. Tækni til að endurbræða með lofttæmisboga (VAR) lofar góðu fyrir málmhreinsun.47.
Svæðisbræðslutækni er að þróast í átt að meiri hreinleika, lægri kostnaði og víðtækari notagildi, sem styrkir hlutverk hennar sem hornsteinn í hálfleiðurum, endurnýjanlegri orku og ljósfræðilegri rafeindatækni.
Birtingartími: 26. mars 2025