1. Fremstilling af halvlederenheder (meget relevant)
Diffusions- og udglødningsprocesser ved høj temperatur:
Kvartsrør bruges ofte i højtemperaturdiffusionsovne til halvlederskiver til doping (f.eks. fosfor- eller bordiffusion) eller udglødning (aktivering af dopingstoffer).
Bærernes levetid er en nøgleparameter til evaluering af siliciumskivernes kvalitet. Hvis urenheder fra kvartsrøret (f.eks. metalioner) forurener waferne, kan det føre til øget rekombination af bærere og reduceret levetid.
Testene omfatter måling af minoritetsbærerens levetid for at evaluere processens indvirkning på waferens elektriske ydeevne.
Epitaksi:
Kvartsrør bruges i CVD-reaktionskamre (Chemical Vapor Deposition). Hvis rørvæggen bliver forurenet eller oplever devitrifikation, kan kvaliteten af det epitaksiale lag blive påvirket, hvilket resulterer i reduceret levetid for bæreren.
2. Test af fotovoltaik (solceller)
Behandling af siliciumskiver til solenergi:
I højeffektive solcelleprocesser som PERC og TOPCon bruges kvartsrør til aflejring af passiveringslag (som SiNx eller Al₂O₃) eller højtemperaturbrænding.
Bærernes levetid påvirker direkte cellens konverteringseffektivitet. Hvis kvartsrøret introducerer forurening, vil waferens rekombinationshastighed på overfladen stige.
Målinger udføres ved hjælp af QSSPC (Quasi-Steady-State Photoconductance) eller μ-PCD (Microwave Photoconductance Decay) for at bestemme minoritetsbærerens levetid.
3. Materialeforskning (f.eks. halvledere med bredt båndgab)
SiC/GaN-enhedsprocesser:
Højtemperaturprocesser (>1500 °C) for siliciumcarbid- (SiC) eller galliumnitrid- (GaN) enheder kræver ultrarene kvartsrør. Urenheder kan øge grænsefladens tilstandstæthed, hvilket fører til nedsat levetid for bærere.
Forskningen fokuserer ofte på de elektriske egenskaber af epitaksiale lag eller oxidlag.
4. Andre relaterede tests
Fremstilling af fotodetektor eller sensor:
Bærernes levetid påvirker reaktionshastigheden. Hvis kvartsrør forurener følsomme materialer (som f.eks. InGaAs), kan enhedens ydeevne forringes.
Test på laboratorieniveau:
Nogle kunder bruger måske blot kvartsrør som reaktionsbeholdere til at teste bærerdynamikken i nye materialer (som f.eks. perovskitter).
Testens relevans
Følsomhed for bærerens levetid:
Denne parameter er kritisk inden for halvleder- og solcelleområdet, mens typiske industrielle eller kemiske eksperimenter generelt ikke måler den specifikt.
Anvendelse af kvartsrør ved høje temperaturer:
Generelle kemiske eksperimenter har relativt lave krav til renheden af kvartsrør, mens halvleder- og solcelleprocesser er ekstremt følsomme over for forurening.