1. Puolijohdekomponenttien valmistus (erittäin merkityksellinen)
Korkean lämpötilan diffuusio/hehkutusprosessit:
Kvartsiputkia käytetään yleisesti puolijohdekiekkojen korkean lämpötilan diffuusiouunissa seostamiseen (kuten fosforin tai boorin diffuusio) tai hehkuttamiseen (seostusaineiden aktivointi).
Kantoaineen elinikä on keskeinen parametri piikiekon laadun arvioinnissa. Jos kvartsiputken epäpuhtaudet (kuten metalli-ionit) saastuttavat kiekkoja, se voi johtaa kantoaineiden rekombinaation lisääntymiseen ja elinajan lyhenemiseen.
Testeissä mitataan vähemmistökantajien elinikää, jotta voidaan arvioida prosessin vaikutusta kiekon sähköiseen suorituskykyyn.
Epitaksia:
Kvartsiputkia käytetään CVD-reaktiokammioissa (Chemical Vapor Deposition). Jos putken seinämä likaantuu tai devitrifikaatio tapahtuu, epitaksikerroksen laatu voi heikentyä, jolloin kantoaineen elinikä lyhenee.
2. Aurinkokennojen testaus
Aurinkopiikiekkojen käsittely:
Korkean hyötysuhteen aurinkokennoprosesseissa, kuten PERC- ja TOPCon-prosessissa, kvartsiputkia käytetään passiivikerroksen (kuten SiNx tai Al₂O₃) laskeutumiseen tai korkean lämpötilan polttoon.
Kantajan elinikä vaikuttaa suoraan kennon muuntotehokkuuteen. Jos kvartsiputki aiheuttaa epäpuhtauksia, kiekon pinnan rekombinaationopeus kasvaa.
Mittaukset suoritetaan käyttämällä QSSPC:tä (Quasi-Steady-State Photoconductance) tai μ-PCD:tä (Microwave Photoconductance Decay) vähemmistökantajien elinajan määrittämiseksi.
3. Materiaalitutkimus (esim. laajakaistaiset puolijohteet).
SiC/GaN-laiteprosessit:
Piikarbidi- (SiC) tai galliumnitridilaitteiden (GaN) korkean lämpötilan prosessit (>1500 °C) edellyttävät erittäin puhtaita kvartsiputkia. Epäpuhtaudet voivat lisätä rajapinnan tilatiheyttä, mikä johtaa kantoaineen eliniän lyhenemiseen.
Tutkimuksessa keskitytään usein epitaksikerrosten tai oksidikerrosten sähköisiin ominaisuuksiin.
4. Muut asiaan liittyvät testit
Valoilmaisimen tai anturin valmistus:
Kantoaineen käyttöikä vaikuttaa vastenopeuteen. Jos kvartsiputket saastuttavat herkkiä materiaaleja (kuten InGaAs), laitteen suorituskyky voi heikentyä.
Laboratoriotason testaus:
Jotkut asiakkaat saattavat yksinkertaisesti käyttää kvartsiputkia reaktioastioina testatakseen uusien materiaalien (kuten perovskiittien) kantoaineen dynamiikkaa.
Testin merkityksellisyys
Kantajan elinikäinen herkkyys:
Tämä parametri on kriittinen puolijohde- ja aurinkosähköaloilla, mutta tyypillisissä teollisissa tai kemiallisissa kokeissa sitä ei yleensä mitata erikseen.
Kvartsiputkien korkean lämpötilan sovellukset:
Yleisissä kemiallisissa kokeissa kvartsiputkien puhtausvaatimukset ovat suhteellisen alhaiset, kun taas puolijohde- ja aurinkosähköprosessit ovat erittäin herkkiä kontaminaatiolle.