1. Penemuan Terobosan dalam Penyediaan Bahan Ketulenan Tinggi
Bahan Berasaskan Silikon: Ketulenan hablur tunggal silikon telah melepasi 13N (99.9999999999%) menggunakan kaedah zon terapung (FZ), meningkatkan prestasi peranti semikonduktor berkuasa tinggi (contohnya, IGBT) dan cip canggih 45 dengan ketara. Teknologi ini mengurangkan pencemaran oksigen melalui proses bebas mangkuk pijar dan mengintegrasikan CVD silana dan kaedah Siemens yang diubah suai untuk mencapai pengeluaran polisilikon 47 gred lebur zon yang cekap.
Bahan Germanium: Penulenan lebur zon yang dioptimumkan telah meningkatkan ketulenan germanium kepada 13N, dengan pekali taburan bendasing yang lebih baik, membolehkan aplikasi dalam optik inframerah dan pengesan sinaran 23. Walau bagaimanapun, interaksi antara germanium cair dan bahan peralatan pada suhu tinggi kekal sebagai cabaran kritikal 23.
2. Inovasi dalam Proses dan Peralatan
Kawalan Parameter Dinamik: Pelarasan pada kelajuan pergerakan zon lebur, kecerunan suhu dan persekitaran gas pelindung—digandingkan dengan pemantauan masa nyata dan sistem maklum balas automatik—telah meningkatkan kestabilan dan kebolehulangan proses sambil meminimumkan interaksi antara germanium/silikon dan peralatan27.
Pengeluaran Polisilikon: Kaedah berskala baharu untuk polisilikon gred lebur zon menangani cabaran kawalan kandungan oksigen dalam proses tradisional, mengurangkan penggunaan tenaga dan meningkatkan hasil47.
3. Integrasi Teknologi dan Aplikasi Rentas Disiplin
Hibridisasi Penghabluran Leburan: Teknik penghabluran leburan tenaga rendah sedang disepadukan untuk mengoptimumkan pemisahan dan penulenan sebatian organik, mengembangkan aplikasi peleburan zon dalam perantaraan farmaseutikal dan bahan kimia halus6.
Semikonduktor Generasi Ketiga: Peleburan zon kini digunakan pada bahan jurang jalur lebar seperti silikon karbida (SiC) dan galium nitrida (GaN), yang menyokong peranti frekuensi tinggi dan suhu tinggi. Contohnya, teknologi relau kristal tunggal fasa cecair membolehkan pertumbuhan kristal SiC yang stabil melalui kawalan suhu yang tepat15.
4. Senario Aplikasi yang Pelbagai
Fotovoltaik: Polisilikon gred lebur zon digunakan dalam sel solar berkecekapan tinggi, mencapai kecekapan penukaran fotoelektrik melebihi 26% dan memacu kemajuan dalam tenaga boleh diperbaharui4.
Teknologi Inframerah dan Pengesan: Germanium berketulenan ultra tinggi membolehkan peranti pengimejan inframerah mini berprestasi tinggi dan penglihatan malam untuk pasaran ketenteraan, keselamatan dan awam23.
5. Cabaran dan Hala Tuju Masa Depan
Had Penyingkiran Bendasing: Kaedah semasa menghadapi masalah untuk menyingkirkan bendasing unsur ringan (contohnya, boron, fosforus), yang memerlukan proses pendopan baharu atau teknologi kawalan zon lebur dinamik25.
Ketahanan Peralatan dan Kecekapan Tenaga: Penyelidikan memberi tumpuan kepada pembangunan bahan mangkuk pijar yang tahan suhu tinggi, tahan kakisan dan sistem pemanasan radiofrequency untuk mengurangkan penggunaan tenaga dan memanjangkan jangka hayat peralatan. Teknologi peleburan semula arka vakum (VAR) menunjukkan potensi untuk penghalusan logam 47.
Teknologi peleburan zon sedang maju ke arah ketulenan yang lebih tinggi, kos yang lebih rendah dan kebolehgunaan yang lebih luas, mengukuhkan peranannya sebagai asas dalam semikonduktor, tenaga boleh diperbaharui dan optoelektronik.
Masa siaran: 26 Mac 2025