۱. ساخت دستگاههای نیمهرسانا (بسیار مرتبط)
فرآیندهای دیفیوژن/آنیلینگ در دمای بالا:
لولههای کوارتز معمولاً در کورههای دیفیوژن دمای بالا برای ویفرهای نیمهرسانا برای دوپینگ (مانند دیفیوژن فسفر یا بور) یا آنیلینگ (فعالسازی دوپانها) استفاده میشوند.
طول عمر حامل پارامتر کلیدی برای ارزیابی کیفیت ویفر سیلیکونی است. اگر ناخالصیهای لوله کوارتز (مانند یونهای فلزی) ویفرها را آلوده کنند، میتواند منجر به افزایش بازترکیب حاملها و کاهش طول عمر شود.
آزمایشها شامل اندازهگیری طول عمر حامل اقلیت برای ارزیابی تأثیر فرآیند بر عملکرد الکتریکی ویفر هستند.
اپیتکسی:
لولههای کوارتز در محفظههای واکنش رسوبدهی بخار شیمیایی (CVD) استفاده میشوند. اگر دیواره لوله آلوده شود یا دچار دویترینگ گردد، کیفیت لایه اپیتاکسی ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد و منجر به کاهش طول عمر حاملها شود.
۲. آزمون فتوولتائیک (سلول خورشیدی)
پردازش ویفر سیلیکونی خورشیدی:
در فرایندهای سلول خورشیدی با بازده بالا مانند PERC و TOPCon، از لولههای کوارتز برای رسوب لایه پاسیو (مانند SiNx یا Al₂O₃) یا پخت در دمای بالا استفاده میشود.
طول عمر حامل بهطور مستقیم بر بازده تبدیل سلول تأثیر میگذارد. اگر لوله کوارتز آلودگی ایجاد کند، نرخ بازترکیب سطحی ویفر افزایش مییابد.
اندازهگیریها با استفاده از QSSPC (فوتورسانایی تقریباً حالت پایدار) یا μ-PCD (محوشدگی فوتورسانایی مایکروویو) برای تعیین طول عمر حاملهای اقلیت انجام میشوند.
۳. پژوهش مواد (مثلاً نیمههادیهای با شکاف باند گسترده)
فرآیندهای دستگاههای SiC/GaN:
فرآیندهای دمای بالا (>۱۵۰۰ درجه سانتیگراد) برای دستگاههای سیلیکون کاربید (SiC) یا گالیوم نیترید (GaN) نیازمند لولههای کوارتز فوقالعاده خالص هستند. ناخالصیها میتوانند تراکم حالتهای رابط را افزایش داده و منجر به کاهش طول عمر حاملها شوند.
پژوهش اغلب بر خواص الکتریکی لایههای اپوکسیال یا لایههای اکسیدی متمرکز است.
۴. سایر آزمایشهای مرتبط
تولید فوتودتکتور یا حسگر:
طول عمر حامل بر سرعت پاسخدهی تأثیر میگذارد. اگر لولههای کوارتز مواد حساس (مانند InGaAs) را آلوده کنند، عملکرد دستگاه ممکن است کاهش یابد.
آزمایش در سطح آزمایشگاهی:
برخی مشتریان ممکن است صرفاً از لولههای کوارتز بهعنوان ظروف واکنش برای آزمایش دینامیک حامل مواد جدید (مانند پرواسکیتها) استفاده کنند.
مرتبط بودن آزمون
حساسیت در تمام طول عمر کارکرد:
این پارامتر در حوزههای نیمهرسانا و فتوولتائیک حیاتی است، در حالی که آزمایشهای صنعتی یا شیمیایی معمولی معمولاً آن را بهطور ویژه اندازهگیری نمیکنند.
کاربردهای دمای بالا لولههای کوارتز:
آزمایشهای شیمیایی عمومی نیازمندیهای خلوص نسبتاً پایینی برای لولههای کوارتز دارند، در حالی که فرآیندهای نیمهرسانا/فوتوولتائیک به آلودگی بسیار حساس هستند.