1. Produkcja urządzeń półprzewodnikowych (bardzo istotne)
Wysokotemperaturowe procesy dyfuzji/ wyżarzania:
Rury kwarcowe są powszechnie stosowane w wysokotemperaturowych piecach dyfuzyjnych do płytek półprzewodnikowych do domieszkowania (np. dyfuzji fosforu lub boru) lub wyżarzania (aktywacji domieszek).
Żywotność nośników jest kluczowym parametrem oceny jakości płytek krzemowych. Zanieczyszczenie wafli przez zanieczyszczenia z rur kwarcowych (takie jak jony metali) może prowadzić do zwiększonej rekombinacji nośników i skrócenia ich żywotności.
Testy obejmują pomiar żywotności nośnika mniejszościowego w celu oceny wpływu procesu na wydajność elektryczną płytki.
Epitaksja:
Rury kwarcowe są stosowane w komorach reakcyjnych CVD (Chemical Vapor Deposition). Jeśli ścianka rurki zostanie zanieczyszczona lub ulegnie dewitryfikacji, może to wpłynąć na jakość warstwy epitaksjalnej, powodując skrócenie żywotności nośnika.
2. Testowanie ogniw fotowoltaicznych (słonecznych)
Przetwarzanie wafli krzemowych:
W wysokowydajnych procesach ogniw słonecznych, takich jak PERC i TOPCon, rury kwarcowe są wykorzystywane do osadzania warstw pasywacyjnych (takich jak SiNx lub Al₂O₃) lub wypalania w wysokiej temperaturze.
Żywotność nośnika ma bezpośredni wpływ na wydajność konwersji ogniwa. Jeśli rurka kwarcowa wprowadzi zanieczyszczenia, szybkość rekombinacji powierzchniowej wafla wzrośnie.
Pomiary są przeprowadzane przy użyciu QSSPC (Quasi-Steady-State Photoconductance) lub μ-PCD (Microwave Photoconductance Decay) w celu określenia czasu życia nośników mniejszościowych.
3. Badania materiałowe (np. półprzewodniki o szerokim paśmie wzbronionym)
Procesy urządzeń SiC/GaN:
Procesy wysokotemperaturowe (>1500°C) dla urządzeń z węglika krzemu (SiC) lub azotku galu (GaN) wymagają ultraczystych rur kwarcowych. Zanieczyszczenia mogą zwiększać gęstość stanu interfejsu, prowadząc do skrócenia żywotności nośników.
Badania często koncentrują się na właściwościach elektrycznych warstw epitaksjalnych lub warstw tlenkowych.
4. Inne powiązane testy
Produkcja fotodetektorów lub czujników:
Żywotność nośnika wpływa na szybkość reakcji. Jeśli rurki kwarcowe zanieczyszczą wrażliwe materiały (takie jak InGaAs), wydajność urządzenia może się pogorszyć.
Testy laboratoryjne:
Niektórzy klienci mogą po prostu używać rur kwarcowych jako naczyń reakcyjnych do testowania dynamiki nośników nowych materiałów (takich jak perowskity).
Istotność testu
Żywotność nośnika Czułość:
Parametr ten ma kluczowe znaczenie w dziedzinie półprzewodników i fotowoltaiki, podczas gdy typowe eksperymenty przemysłowe lub chemiczne zazwyczaj nie mierzą go specjalnie.
Wysokotemperaturowe zastosowania rur kwarcowych:
Ogólne eksperymenty chemiczne mają stosunkowo niskie wymagania dotyczące czystości rur kwarcowych, podczas gdy procesy półprzewodnikowe/fotowoltaiczne są niezwykle wrażliwe na zanieczyszczenia.