1. Productie van halfgeleiderapparaten (zeer relevant)
Diffusie- en gloeiprocessen bij hoge temperatuur:
Kwartsbuizen worden vaak gebruikt in hoge-temperatuur diffusieovens voor halfgeleiderwafers voor dopering (zoals fosfor- of boordiffusie) of gloeien (activeren van doteermiddelen).
De levensduur van dragers is een belangrijke parameter voor het evalueren van de kwaliteit van silicium wafers. Als kwartsbuisonzuiverheden (zoals metaalionen) de wafers vervuilen, kan dit leiden tot verhoogde recombinatie van dragers en een kortere levensduur.
De tests omvatten het meten van de levensduur van de minderheidsdragers om de impact van het proces op de elektrische prestaties van de wafer te evalueren.
Epitaxie:
Kwartsbuizen worden gebruikt in CVD-reactiekamers (chemische dampdepositie). Als de buiswand vervuild raakt of devitrificatie ondervindt, kan de kwaliteit van de epitaxiale laag aangetast worden, wat resulteert in een kortere levensduur van de drager.
2. Testen van fotovoltaïsche cellen (zonnecellen)
Verwerking van siliciumwafers voor zonne-energie:
In zonnecelprocessen met hoog rendement, zoals PERC en TOPCon, worden kwartsbuizen gebruikt voor de afzetting van passiveerlagen (zoals SiNx of Al₂O₃) of bakken bij hoge temperatuur.
De levensduur van de drager heeft een directe invloed op de omzettingsefficiëntie van de cel. Als de kwartsbuis verontreiniging introduceert, zal de recombinatiesnelheid van het oppervlak van de wafer toenemen.
Metingen worden uitgevoerd met QSSPC (Quasi-Steady-State Photoconductance) of μ-PCD (Microwave Photoconductance Decay) om de levensduur van minderheidsdragers te bepalen.
3. Materiaalonderzoek (bijv. halfgeleiders met brede bandkloof)
SiC/GaN-apparaatprocessen:
Processen bij hoge temperatuur (>1500°C) voor siliciumcarbide (SiC) of galliumnitride (GaN) apparaten vereisen ultrazuivere kwartsbuizen. Onzuiverheden kunnen de dichtheid van de interfacetoestand verhogen, wat leidt tot een kortere levensduur van de dragers.
Onderzoek richt zich vaak op de elektrische eigenschappen van epitaxiale lagen of oxidelagen.
4. Andere gerelateerde testen
Productie van fotodetectoren of sensoren:
De levensduur van de drager beïnvloedt de reactiesnelheid. Als kwartsbuizen gevoelige materialen (zoals InGaAs) vervuilen, kunnen de prestaties van het apparaat verslechteren.
Testen op laboratoriumniveau:
Sommige klanten gebruiken kwartsbuizen gewoon als reactievat om de dragerdynamica van nieuwe materialen (zoals perovskieten) te testen.
Test relevantie
Carrier Lifetime Gevoeligheid:
Deze parameter is kritisch in halfgeleiders en fotovoltaïsche toepassingen, terwijl hij bij typische industriële of chemische experimenten meestal niet specifiek wordt gemeten.
Hoge temperatuur toepassingen van kwartsbuizen:
Algemene chemische experimenten hebben relatief lage zuiverheidseisen voor kwartsbuizen, terwijl halfgeleider/fotovoltaïsche processen extreem gevoelig zijn voor vervuiling.