¿Qué es la fusión de la zona?
La fusión de la zona es un proceso de purificación para los cristales, especialmente los utilizados en semiconductores, que utiliza calor para empujar las impurezas desde la parte superior de un cristal hasta el fondo de un cristal. Cuando el cristal se calienta, las impurezas se tiran al fondo del cristal y se corta el fondo, dejando atrás un espécimen purificado. Hay dos formas de realizar la fusión de la zona, con la zona de calor estacionaria o en movimiento; Ambos llegan a resultados similares. La refinación de la zona es el proceso de realizar el procedimiento de fusión varias veces, hasta que el cristal se purifica por completo.
Para inicio de la zona de fusión, un cristal se coloca en un crisol cilíndrico, con un cristal de semilla que sale de la parte superior. El cristal de la semilla es la porción principal que debe purificarse, aunque algunos de los otros cristales también se purificarán. Luego se prepara un horno, con una zona de calor estrecha cerca del centro, y el cristal se somete lentamente a la zona de calor.
Hay dos métodos principales para realizar una zun proceso de fusión. En el método de Bridgman, la zona caliente se mueve contra el crisol mientras el crisol es estacionario. El método Stockbarger es lo contrario, con el crisol moviéndose a través de una zona de calor. Mientras opuestos completos, ambos hacen lo mismo.
Cuando el cristal está sometido a la zona de calor, se vuelve fundido. Esto permite que las impurezas en el cristal se muevan libremente, y tienden a moverse hacia la porción más fría que no se está pasando a través de la zona de calor. Para permitir que todas las impurezas se muevan, el cristal se calienta muy lentamente, hasta que las purezas se tiran a la base del cristal. La parte inferior del cristal se aserran, dejando atrás un cristal purificado.
Para garantizar que la fusión de la zona sea exitosa, se utiliza un proceso llamado refinación de zona. Esto es lo mismo que la fusión de la zona, pero el cristal se purifica varias veces. Al hacer esto varias veces al mismo cristal, WorKers puede estar seguro de que el cristal está completamente libre de impurezas.
Este proceso de purificación se realiza principalmente a los cristales que se utilizan como semiconductores, pero también se puede usar en otras aplicaciones. Los semiconductores son piezas utilizadas en ingeniería que tienen conductividad entre un conductor y un aislante. Si las impurezas permanecen en el cristal, interferirían con el flujo de electricidad, haciendo que el cristal sea demasiado conductivo o no lo suficientemente conductor.