1. Производство полупроводниковых приборов (очень актуально)
Высокотемпературные процессы диффузии/отжига:
Кварцевые трубки широко используются в высокотемпературных диффузионных печах для полупроводниковых пластин для легирования (например, диффузии фосфора или бора) или отжига (активации легирующих веществ).
Время жизни носителей - ключевой параметр для оценки качества кремниевых пластин. Если примеси кварцевой трубки (например, ионы металлов) загрязняют пластины, это может привести к увеличению рекомбинации носителей и сокращению срока службы.
Испытания включают в себя измерение времени жизни минорных носителей для оценки влияния процесса на электрические характеристики пластины.
Эпитаксия:
Кварцевые трубки используются в реакционных камерах CVD (химическое осаждение из паровой фазы). Если стенки трубки загрязняются или подвергаются девитрификации, это может повлиять на качество эпитаксиального слоя, что приведет к уменьшению времени жизни носителей.
2. Испытание фотоэлектрических элементов (солнечных батарей)
Обработка пластин солнечного кремния:
В процессах высокоэффективных солнечных элементов, таких как PERC и TOPCon, кварцевые трубки используются для осаждения пассивирующего слоя (например, SiNx или Al₂O₃) или высокотемпературного обжига.
Время жизни носителей напрямую влияет на эффективность преобразования ячейки. Если в кварцевую трубку попадают загрязнения, скорость поверхностной рекомбинации на пластине увеличивается.
Измерения проводятся с использованием QSSPC (Quasi-Steady-State Photoconductance) или μ-PCD (Microwave Photoconductance Decay) для определения времени жизни минорных носителей.
3. Исследование материалов (например, широкополосные полупроводники)
Процессы производства SiC/GaN устройств:
Высокотемпературные процессы (>1500°C) для производства устройств из карбида кремния (SiC) или нитрида галлия (GaN) требуют использования сверхчистых кварцевых трубок. Примеси могут увеличивать плотность состояний интерфейса, что приводит к уменьшению времени жизни носителей.
Исследования часто сосредоточены на электрических свойствах эпитаксиальных слоев или оксидных слоев.
4. Другие сопутствующие тесты
Производство фотодатчиков и сенсоров:
Время жизни носителей влияет на скорость отклика. Если кварцевые трубки загрязняют чувствительные материалы (например, InGaAs), производительность устройства может ухудшиться.
Лабораторные испытания:
Некоторые клиенты могут просто использовать кварцевые трубки в качестве реакционных сосудов для тестирования динамики переноса новых материалов (например, перовскитов).
Актуальность теста
Жизненная чувствительность носителя:
Этот параметр является критически важным в области полупроводников и фотовольтаики, в то время как в обычных промышленных или химических экспериментах он, как правило, не измеряется.
Высокотемпературные применения кварцевых трубок:
В общих химических экспериментах требования к чистоте кварцевых трубок относительно невысоки, в то время как полупроводниковые/фотоэлектрические процессы чрезвычайно чувствительны к загрязнениям.