Mikä on vyöhykkeen jalostus?

Vyöhykkeen jalostus on tekniikka, jota yritykset voivat käyttää erittäin puhtaiden kiteiden valmistuksessa komponentteille, kuten transistoreille. Tässä menetelmässä harkon epäpuhtaudet tai metallimassa pakotetaan yhteen tai toiseen päähän sulatus- ja jäähdytysvaiheiden sarjan kautta. Jäljelle jää palanen enimmäkseen puhdasta materiaalia, jota voidaan käyttää siemenkiteissä ja muissa komponenteissa. Tämän tekniikan luominen on peräisin 20 -luvulta, koska se on yksi puolijohdevalmistajien ja vastaavien yritysten keksimistä menetelmistä erittäin puhtaiden materiaalien tarpeiden tyydyttämiseksi.

Vyöhykkeen jalostusprosessissa teknikko ottaa materiaalin harkon ja syöttää sen hyvin hitaasti lämmityselementtejä sisältävän putken läpi. Lämmityselementit lämmittävät kokonaisia ​​poikkileikkauksia aina sulamispisteeseen asti muodostaen vyöhykkeen kiinteän harkon keskelle, joka on nestemäisessä tilassa. Kiinteän ja nestemäisen rajan epäpuhtaudet saostuvat atomitasolla. Ne eivät ehkä ole näkyvissä, mutta niiden läsnäolo voi aiheuttaa vakavia ongelmia tuotteesta valmistetuissa tuotteissa, mikä tekee puhdistuksesta kriittisen osan valmisteesta.

Jotkut epäpuhtaudet pyrkivät alentamaan sulamispistettä, kun taas toiset nostavat sitä. Kaikki epäpuhtaudet kerääntyvät harkon toisen pään ympärille. Teknikko voi pakottaa epäpuhtaudet pois useiden läpiviennien kautta jättäen pääosin puhtaan harkon, jossa on hieman likaa. Tämä pää voidaan poistaa hienostuneen ja erittäin puhtaan harkon valmistamiseksi. Sen pitäisi olla erittäin vakaa kiteinen rakenne, koska epäpuhtaudet eivät häiritse yksittäisten atomien välisiä yhteyksiä.

Tämä tekniikka vaatii erikoislaitteita ja suurta hallintaa. Teknikko tarvitsee tietylle komponentille oikean lämpötilan estääkseen vyöhykkeen jalostusongelmat. On myös tarpeen valvoa huolellisesti nopeutta vyöhykkeen jalostamisen aikana, kun harko liikkuu toistuvasti laitteen läpi. Puhtaus myös laajemmassa työympäristössä on kriittistä, koska teknikot eivät halua tuoda uusia materiaaleja puhdistettuihin valanteisiinsa käsittelemällä niitä saastuneissa tiloissa.

Kun vyöhykkeen jalostus on valmis, teknikko voi käsitellä ja pakata puhdistetun harkon huolellisesti käytettäväksi toisessa laitoksessa tai kuljettaa eri alueelle. Erittäin huolellinen valvonta on tarpeen koko prosessin ajan, mukaan lukien materiaalin puhtauden ja laadun toistuvat tarkastukset. Tämä vähentää jätteiden määrää puolijohteiden ja vastaavien komponenttien tuotannossa ja rajoittaa mahdollisuutta, että epäpuhtaus kulkee alavirtaan ja aiheuttaa ongelmia.