1. Proizvodnja poluvodičkih uređaja (vrlo relevantno)
Procesi difuzije/pekanja pri visokim temperaturama:
Kvarcne cijevi se obično koriste u visokotemperaturnim pećima za difuziju poluvodičkih pločica za dopiranje (kao što je difuzija fosfora ili bora) ili za žarenje (aktiviranje dopanata).
Vijek trajanja nositelja je ključni parametar za procjenu kvalitete silicijskih pločica. Ako nečistoće u kvarcnoj cijevi (poput metalnih iona) kontaminiraju pločice, to može dovesti do povećane rekombinacije nositelja i smanjenog vijeka trajanja.
Testovi uključuju mjerenje vremena života manjinskog nosača naboja kako bi se procijenio utjecaj procesa na električne performanse pločice.
Epitaxija:
Kvarcne cijevi koriste se u reaktorimskim komorama za kemijsku depoziciju pare (CVD). Ako zid cijevi postane kontaminiran ili doživi devitrifikaciju, kvaliteta epitaxijalnog sloja može biti narušena, što rezultira smanjenim vijekom trajanja nositelja.
2. Testiranje fotonaponskih (solarnih) ćelija
Obrada solarnih silicijskih pločica:
U procesima visokoučinkovitih solarnih ćelija, kao što su PERC i TOPCon, koriste se kvarcne cijevi za taloženje pasivacijskog sloja (poput SiNx ili Al₂O₃) ili za pečenje na visokim temperaturama.
Vijek trajanja nosača izravno utječe na učinkovitost pretvorbe ćelije. Ako kvarcna cijev unese kontaminaciju, brzina površinske rekombinacije pločice će se povećati.
Mjerenja se provode pomoću QSSPC-a (kvazi-stalne fotoconductance) ili μ-PCD-a (mikrovalnog opadanja fotoconductance) kako bi se odredilo trajanje manjinskih nositelja.
3. Istraživanje materijala (npr. poluvodiči širokog zabranjenog pojasa)
Procesi SiC/GaN uređaja:
Procesi na visokim temperaturama (>1500 °C) za uređaje od karbida silicija (SiC) ili nitrida galija (GaN) zahtijevaju ultrapure kvarcne cijevi. Nečistoće mogu povećati gustoću stanja na sučelju, što dovodi do smanjenja trajanja nositelja naboja.
Istraživanje se često usredotočuje na električna svojstva epitaksnih slojeva ili oksidnih slojeva.
4. Ostali povezani testovi
Proizvodnja fotodetektora ili senzora:
Vijek trajanja nosača utječe na brzinu odziva. Ako kvarcne cijevi kontaminiraju osjetljive materijale (kao što je InGaAs), performanse uređaja mogu se pogoršati.
Testiranje na laboratorijskoj razini:
Neki kupci mogu jednostavno koristiti kvarcne cijevi kao reaktorske posude za ispitivanje dinamičkih svojstava novih materijala (kao što su perovskiti).
Relevancija testa
Osjetljivost tijekom cijelog vijeka trajanja nosača:
Ovaj parametar je ključan u poluvodičkim i fotonaponskim područjima, dok ga tipični industrijski ili kemijski eksperimenti obično ne mjere posebno.
Primjene kvarcnih cijevi pri visokim temperaturama:
Opći kemijski eksperimenti imaju relativno niske zahtjeve za čistoću kvarcnih cijevi, dok su poluvodički/fotovoltaički procesi izuzetno osjetljivi na kontaminaciju.