Hva er soneraffinering?

Soneraffinering er en teknikk selskaper kan bruke i produksjonen av meget rene krystaller for komponenter som transistorer. I denne metoden tvinges urenheter i en spreng, eller masse av metall, til den ene eller andre ende gjennom en serie smelte- og avkjølingsfaser. Dette etterlater seg en del av stort sett rent materiale som er tilgjengelig for bruk i frøkrystaller og andre komponenter. Opprettelsen av denne teknikken er fra det 20. århundre, som en av en rekke metoder oppfunnet av halvlederprodusenter og lignende selskaper for å dekke behovet for veldig rene materialer.

I prosessen med sone-raffinering tar en tekniker en gjeng av materiale og mater det veldig sakte gjennom et rør med varmeelementer. Varmeelementene varmer hele tverrsnitt helt frem til smeltepunktet, og skaper en sone midt i den faste springen som er i flytende tilstand. Ved grensen mellom faststoff og væske, faller urenheter ut på atomnivået. De er kanskje ikke synlige, men tilstedeværelsen av dem kan forårsake alvorlige problemer med produkter laget av denne gangen, noe som gjør raffinering til en kritisk del av preparatet.

Noen urenheter har en tendens til å redusere smeltepunktet, mens andre hever det. Forurensningene vil alle klynge seg rundt den ene enden av gassen. Gjennom flere passeringer kan teknikeren tvinge urenheter ut og etterlate en for det meste ren gjeng med litt forurensning i en fjern ende. Denne enden kan fjernes for å lage en raffinert og veldig ren gjeng. Den skal ha en veldig stabil krystallinsk struktur, da ingen urenheter forstyrrer gitteret i forbindelsene mellom individuelle atomer.

Denne teknikken krever noe spesialisert utstyr og en høy grad av kontroll. Teknikeren trenger riktig temperatur for en gitt komponent for å forhindre problemer med soneraffinering. Det er også nødvendig å kontrollere hastigheten nøye under raffinering av sonen når gangen beveger seg gjentatte ganger gjennom utstyret. Renhet i det større arbeidsmiljøet er også kritisk, fordi teknikere ikke ønsker å introdusere nye materialer til deres rensede barrer ved å håndtere dem i forurensede rom.

Etter at soneraffinering er fullført, kan teknikeren nøye håndtere og pakke den rensede gangen for bruk i et annet anlegg eller transport til et annet område. Meget nøye kontroller er nødvendige under hele prosessen, inkludert gjentatte kontroller av renhet og kvalitet på materialet. Dette reduserer mengden avfall i produksjonen av halvledere og lignende komponenter og begrenser sjansen for at en urenhet vil ferdes nedstrøms og forårsake en kaskade av problemer.