Co to jest rafinacja strefy?

Rafinacja strefowa to technika, którą firmy mogą zastosować do produkcji wysoce czystych kryształów dla komponentów takich jak tranzystory. W tej metodzie zanieczyszczenia wlewka lub masy metalu są wtłaczane do jednego lub drugiego końca przez szereg faz topienia i chłodzenia. Pozostawia to kawałek czystego materiału dostępnego do zastosowania w kryształach zarodkowych i innych składnikach. Stworzenie tej techniki datuje się na XX wiek, jako jedną z wielu metod wymyślonych przez producentów półprzewodników i podobnych firm w celu zaspokojenia zapotrzebowania na bardzo czyste materiały.

W procesie rafinacji stref technik pobiera sztabkę materiału i bardzo powoli podaje ją przez rurkę z elementami grzewczymi. Elementy grzejne ogrzewają całe przekroje aż do temperatury topnienia, tworząc strefę pośrodku litego wlewka, która jest w stanie ciekłym. Na granicy między ciałem stałym a cieczą zanieczyszczenia wytrącają się na poziomie atomowym. Mogą nie być widoczne, ale ich obecność może powodować poważne problemy z produktami wykonanymi przy użyciu tego wlewka, co sprawia, że ​​rafinacja jest kluczową częścią preparatu.

Niektóre zanieczyszczenia mają tendencję do obniżania temperatury topnienia, podczas gdy inne ją podwyższają. Zanieczyszczenia gromadzą się wokół jednego końca wlewka. Przez wiele przejść technik może wypchnąć zanieczyszczenia, pozostawiając w większości czysty wlewek z pewnym zanieczyszczeniem na drugim końcu. Ten koniec można usunąć, aby uzyskać wyrafinowany i bardzo czysty wlewek. Powinien mieć bardzo stabilną strukturę krystaliczną, ponieważ żadne zanieczyszczenia nie zakłócają sieci połączeń między poszczególnymi atomami.

Ta technika wymaga specjalistycznego sprzętu i wysokiego stopnia kontroli. Technik potrzebuje odpowiedniej temperatury dla danego elementu, aby zapobiec problemom z doprecyzowaniem strefy. Konieczne jest również staranne kontrolowanie prędkości podczas rafinacji strefy, ponieważ wlewek przemieszcza się wielokrotnie przez urządzenie. Kluczowe znaczenie ma również czystość w większym środowisku pracy, ponieważ technicy nie chcą wprowadzać nowych materiałów do oczyszczonych wlewków, przenosząc je w zanieczyszczonych przestrzeniach.

Po zakończeniu rafinacji strefy technik może ostrożnie obchodzić się i pakować oczyszczony wlewek do wykorzystania w innym zakładzie lub transportu w inne miejsce. W trakcie całego procesu konieczne są bardzo staranne kontrole, w tym powtórne kontrole czystości i jakości materiału. Zmniejsza to ilość odpadów powstających przy produkcji półprzewodników i podobnych elementów oraz ogranicza szansę, że zanieczyszczenie przepłynie w dół rzeki i spowoduje kaskadę problemów.