1. Fabricarea dispozitivelor semiconductoare (extrem de relevant)
Procese de difuzie/recuperare la temperaturi înalte:
Tuburile de cuarț sunt utilizate în mod obișnuit în cuptoarele de difuzie la temperaturi ridicate pentru plachete semiconductoare pentru dopare (cum ar fi difuzia de fosfor sau bor) sau recoacere (activarea dopanților).
Durata de viață a purtătorilor este un parametru cheie pentru evaluarea calității plăcilor de siliciu. Dacă impuritățile tubului de cuarț (cum ar fi ionii metalici) contaminează plachetele, aceasta poate duce la o recombinare crescută a purtătorilor și la o durată de viață redusă.
Testele implică măsurarea duratei de viață a purtătorilor minoritari pentru a evalua impactul procesului asupra performanței electrice a plachetei.
Epitaxie:
Tuburile de cuarț sunt utilizate în camerele de reacție CVD (Chemical Vapor Deposition). Dacă peretele tubului este contaminat sau suferă devitrificare, calitatea stratului epitaxial poate fi afectată, ceea ce duce la reducerea duratei de viață a purtătorilor.
2. Testarea celulelor fotovoltaice (solare)
Prelucrarea plăcilor de siliciu solar:
În procesele de celule solare de înaltă eficiență, cum ar fi PERC și TOPCon, tuburile de cuarț sunt utilizate pentru depunerea stratului de pasivare (cum ar fi SiNx sau Al₂O₃) sau arderea la temperaturi ridicate.
Durata de viață a purtătorului afectează în mod direct eficiența de conversie a celulei. Dacă tubul de cuarț introduce contaminare, rata de recombinare a suprafeței plăcii va crește.
Măsurătorile sunt efectuate utilizând QSSPC (fotoconductanța în stare cvasi-steady) sau μ-PCD (decăderea fotoconductanței cu microunde) pentru a determina durata de viață a purtătorilor minoritari.
3. Cercetarea materialelor (de exemplu, semiconductori cu bandă largă)
Procese de dispozitive SiC/GaN:
Procesele la temperaturi ridicate (>1500°C) pentru dispozitivele din carbură de siliciu (SiC) sau nitrură de galiu (GaN) necesită tuburi de cuarț ultrapuri. Impuritățile pot crește densitatea stărilor de interfață, ducând la scăderea duratei de viață a purtătorilor.
Cercetarea se concentrează adesea pe proprietățile electrice ale straturilor epitaxiale sau ale straturilor de oxid.
4. Alte teste conexe
Producția de fotodetectoare sau senzori:
Durata de viață a purtătorului afectează viteza de răspuns. Dacă tuburile de cuarț contaminează materiale sensibile (cum ar fi InGaAs), performanța dispozitivului se poate deteriora.
Testarea la nivel de laborator:
Unii clienți pot folosi pur și simplu tuburi de cuarț ca vase de reacție pentru a testa dinamica purtătorilor de noi materiale (cum ar fi perovskitele).
Relevanța testului
Transportator Sensibilitate pe durata vieții:
Acest parametru este critic în domeniile semiconductorilor și fotovoltaic, în timp ce experimentele industriale sau chimice tipice nu îl măsoară în mod specific.
Aplicații la temperaturi înalte ale tuburilor de cuarț:
Experimentele chimice generale au cerințe de puritate relativ scăzute pentru tuburile de cuarț, în timp ce procesele semiconductoare/fotovoltaice sunt extrem de sensibile la contaminare.