1. Výroba polovodičových součástek (vysoce relevantní)
Vysokoteplotní difúzní/žíhací procesy:
Křemenné trubice se běžně používají ve vysokoteplotních difúzních pecích pro dopování (např. difúze fosforu nebo boru) nebo žíhání (aktivace dopantů) polovodičových destiček.
Životnost nosiče je klíčovým parametrem pro hodnocení kvality křemíkových destiček. Pokud jsou destičky znečištěny nečistotami z křemenné trubice (např. ionty kovů), může to vést ke zvýšené rekombinaci nosičů a snížení životnosti.
Testy zahrnují měření životnosti minoritních nosičů pro vyhodnocení vlivu procesu na elektrický výkon destičky.
Epitaxe:
Křemenné trubice se používají v reakčních komorách CVD (Chemical Vapor Deposition). Pokud se stěna trubice znečistí nebo dojde k devitrifikaci, může to mít vliv na kvalitu epitaxní vrstvy, což vede ke snížení životnosti nosičů.
2. Testování fotovoltaických (solárních) článků
Zpracování solárních křemíkových destiček:
V procesech vysoce účinných solárních článků, jako jsou PERC a TOPCon, se křemenné trubice používají k nanášení pasivační vrstvy (například SiNx nebo Al₂O₃) nebo k vysokoteplotnímu vypalování.
Životnost nosiče přímo ovlivňuje účinnost přeměny článku. Pokud se do křemenné trubice dostane kontaminace, zvýší se míra rekombinace na povrchu destičky.
Měření se provádějí pomocí QSSPC (kvazi-ustálený stav fotovodivosti) nebo μ-PCD (mikrovlnný rozpad fotovodivosti) pro stanovení doby života minoritních nosičů.
3. Materiálový výzkum (např. širokopásmové polovodiče)
Procesy zařízení SiC/GaN:
Vysokoteplotní procesy (>1500 °C) pro zařízení z karbidu křemíku (SiC) nebo nitridu galia (GaN) vyžadují ultračisté křemenné trubice. Nečistoty mohou zvýšit hustotu stavu rozhraní, což vede ke snížení životnosti nosičů.
Výzkum se často zaměřuje na elektrické vlastnosti epitaxních vrstev nebo oxidových vrstev.
4. Další související testy
Výroba fotodetektorů nebo senzorů:
Životnost nosiče ovlivňuje rychlost odezvy. Pokud křemenné trubice kontaminují citlivé materiály (např. InGaAs), může dojít ke zhoršení výkonu zařízení.
Testování na laboratorní úrovni:
Někteří zákazníci mohou křemenné trubice jednoduše použít jako reakční nádoby pro testování dynamiky nosičů nových materiálů (např. perovskitů).
Relevance testu
Citlivost na dobu životnosti nosiče:
Tento parametr má zásadní význam v oblasti polovodičů a fotovoltaiky, zatímco při typických průmyslových nebo chemických experimentech se obvykle specificky neměří.
Vysokoteplotní aplikace křemenných trubic:
Obecné chemické experimenty mají relativně nízké požadavky na čistotu křemenných trubic, zatímco polovodičové/fotovoltaické procesy jsou extrémně citlivé na kontaminaci.