การละลายของโซนคืออะไร?

การหลอมโซนเป็นกระบวนการทำให้บริสุทธิ์สำหรับคริสตัลโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ความร้อนเพื่อผลักสิ่งสกปรกออกจากด้านบนของผลึกไปที่ด้านล่างของคริสตัล เมื่อคริสตัลได้รับความร้อนสิ่งสกปรกจะถูกดึงไปที่ด้านล่างของคริสตัลและด้านล่างจะถูกตัดออกโดยทิ้งตัวอย่างที่บริสุทธิ์ การละลายโซนมีสองวิธีด้วยกันกับโซนร้อนไม่ว่าจะเคลื่อนที่หรือเคลื่อนที่ ทั้งสองมาถึงผลลัพธ์ที่คล้ายกัน การปรับโซนเป็นกระบวนการของการดำเนินการขั้นตอนการละลายหลายครั้งจนกระทั่งคริสตัลบริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์

ในการเริ่มการละลายของโซนคริสตัลจะถูกวางลงในเบ้าหลอมทรงกระบอกโดยมีคริสตัลเม็ดหนึ่งโผล่ออกมาจากด้านบน คริสตัลเมล็ดเป็นส่วนสำคัญที่ต้องทำให้บริสุทธิ์แม้ว่าคริสตัลอื่น ๆ จะถูกทำให้บริสุทธิ์เช่นกัน จากนั้นจะมีการเตรียมเตาหลอมโดยมีเขตความร้อนแคบ ๆ ใกล้กับศูนย์กลางและคริสตัลจะถูกทำให้ช้าลงภายใต้โซนความร้อน

มีสองวิธีหลักสำหรับการดำเนินการกระบวนการละลายโซน ในวิธีการของ Bridgman เขตร้อนจะเคลื่อนตัวต่อเบ้าหลอมในขณะที่เบ้าหลอมจะอยู่กับที่ ตรงกันข้ามกับวิธี Stockbarger เบ้าหลอมเคลื่อนที่ผ่านเขตร้อน ในขณะที่ตรงกันข้ามอย่างสมบูรณ์ทั้งสองทำในสิ่งเดียวกัน

เมื่อคริสตัลอยู่ภายใต้เขตความร้อนมันจะหลอมละลาย สิ่งนี้ทำให้สิ่งสกปรกในคริสตัลเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและพวกมันก็มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ไปยังส่วนที่เย็นกว่าซึ่งไม่ได้ถูกส่งผ่านเขตความร้อน เพื่อให้สิ่งสกปรกเคลื่อนย้ายได้คริสตัลจะถูกทำให้ร้อนอย่างช้าๆจนกว่าความบริสุทธิ์จะถูกดึงเข้าสู่ฐานของคริสตัล ส่วนด้านล่างของคริสตัลถูกเลื่อยออกแล้วทิ้งไว้ข้างหลังคริสตัลที่บริสุทธิ์

เพื่อให้แน่ใจว่าโซนละลายได้สำเร็จกระบวนการที่เรียกว่าการปรับแต่งโซนจะถูกใช้ นี่เป็นเหมือนกับการละลายของโซน แต่คริสตัลจะถูกทำให้บริสุทธิ์หลายครั้ง ด้วยการทำเช่นนี้หลายครั้งกับคริสตัลเดียวกันคนงานจึงมั่นใจได้ว่าคริสตัลนั้นปราศจากสิ่งสกปรก

กระบวนการทำให้บริสุทธิ์นี้ใช้กับผลึกที่ใช้เป็นเซมิคอนดักเตอร์เป็นหลัก แต่ก็สามารถนำไปใช้กับงานอื่นได้ อุปกรณ์กึ่งตัวนำเป็นชิ้นส่วนที่ใช้ในงานวิศวกรรมที่มีค่าการนำไฟฟ้าระหว่างตัวนำและฉนวน หากสิ่งสกปรกยังคงอยู่ในคริสตัลพวกเขาจะรบกวนการไหลของกระแสไฟฟ้าทำให้คริสตัลเป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากเกินไปหรือไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากพอ