1. Terobosan dalam Persiapan Material dengan Kemurnian Tinggi
Bahan Berbasis Silikon: Kemurnian kristal tunggal silikon telah melampaui 13N (99,9999999999%) menggunakan metode zona mengambang (FZ), yang secara signifikan meningkatkan kinerja perangkat semikonduktor berdaya tinggi (misalnya, IGBT) dan chip canggih45. Teknologi ini mengurangi kontaminasi oksigen melalui proses bebas wadah peleburan dan mengintegrasikan metode CVD silana dan metode Siemens yang dimodifikasi untuk mencapai produksi polisilikon kelas peleburan zona yang efisien47.
Bahan Germanium: Pemurnian peleburan zona yang dioptimalkan telah meningkatkan kemurnian germanium hingga 13N, dengan koefisien distribusi pengotor yang ditingkatkan, sehingga memungkinkan aplikasi dalam optik inframerah dan detektor radiasi23. Namun, interaksi antara germanium cair dan bahan peralatan pada suhu tinggi tetap menjadi tantangan kritis23.
2. Inovasi dalam Proses dan Peralatan
Kontrol Parameter Dinamis: Penyesuaian kecepatan pergerakan zona leleh, gradien suhu, dan lingkungan gas pelindung—ditambah dengan pemantauan waktu nyata dan sistem umpan balik otomatis—telah meningkatkan stabilitas dan pengulangan proses sekaligus meminimalkan interaksi antara germanium/silikon dan peralatan27.
Produksi Polisilikon: Metode berskala baru untuk polisilikon tingkat peleburan zona mengatasi tantangan pengendalian kandungan oksigen dalam proses tradisional, mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan hasil47.
3. Integrasi Teknologi dan Aplikasi Lintas Disiplin
Hibridisasi Kristalisasi Lelehan: Teknik kristalisasi lebur berenergi rendah sedang diintegrasikan untuk mengoptimalkan pemisahan dan pemurnian senyawa organik, memperluas aplikasi peleburan zona dalam produk antara farmasi dan bahan kimia halus.6.
Semikonduktor Generasi Ketiga: Pencairan zona kini diterapkan pada material dengan celah pita lebar seperti silikon karbida (SiC) dan galium nitrida (GaN), yang mendukung perangkat berfrekuensi tinggi dan bersuhu tinggi. Misalnya, teknologi tungku kristal tunggal berfase cair memungkinkan pertumbuhan kristal SiC yang stabil melalui kontrol suhu yang presisi.
4. Skenario Aplikasi yang Beragam
Fotovoltaik: Polisilikon tingkat peleburan zona digunakan dalam sel surya efisiensi tinggi, mencapai efisiensi konversi fotolistrik lebih dari 26% dan mendorong kemajuan dalam energi terbarukan4.
Teknologi Inframerah dan Detektor: Germanium dengan kemurnian sangat tinggi memungkinkan pencitraan inframerah miniaturis dan berkinerja tinggi serta perangkat penglihatan malam untuk pasar militer, keamanan, dan sipil. 23.
5. Tantangan dan Arah Masa Depan
Batasan Penghapusan Pengotor: Metode saat ini kesulitan menghilangkan pengotor unsur ringan (misalnya, boron, fosfor), sehingga memerlukan proses doping baru atau teknologi kontrol zona leleh dinamis.25
Daya Tahan Peralatan dan Efisiensi Energi: Penelitian difokuskan pada pengembangan material wadah peleburan yang tahan suhu tinggi dan korosi serta sistem pemanas frekuensi radio untuk mengurangi konsumsi energi dan memperpanjang umur peralatan. Teknologi peleburan ulang busur vakum (VAR) menunjukkan harapan untuk penyempurnaan logam47.
Teknologi peleburan zona terus berkembang menuju kemurnian yang lebih tinggi, biaya yang lebih rendah, dan penerapan yang lebih luas, memperkuat perannya sebagai landasan dalam semikonduktor, energi terbarukan, dan optoelektronik
Waktu posting: 26-Mar-2025