1. Tillverkning av halvledaranordningar (mycket relevant)
Diffusions-/anlöpningsprocesser vid hög temperatur:
Kvartsrör används ofta i högtemperaturdiffusionsugnar för halvledarskivor för dopning (t.ex. fosfor- eller bordiffusion) eller glödgning (aktivering av dopningsmedel).
Bärarlivslängden är en nyckelparameter för att utvärdera kiselskivans kvalitet. Om orenheter från kvartsröret (t.ex. metalljoner) förorenar wafern kan det leda till ökad rekombination av bärare och minskad livslängd.
Testerna omfattar mätning av minoritetsbärarens livslängd för att utvärdera processens inverkan på waferns elektriska prestanda.
Epitaxi:
Kvartsrör används i reaktionskammare för CVD (Chemical Vapor Deposition). Om rörväggen blir kontaminerad eller utsätts för devitrifikation kan kvaliteten på det epitaxiala skiktet påverkas, vilket leder till minskad livslängd för bärarna.
2. Testning av fotovoltaik (solceller)
Bearbetning av kiselskivor för solenergi:
I högeffektiva solcellsprocesser som PERC och TOPCon används kvartsrör för deponering av passiveringsskikt (t.ex. SiNx eller Al₂O₃) eller högtemperaturbränning.
Bärarlivslängden påverkar direkt cellens omvandlingseffektivitet. Om kvartsröret tillför föroreningar kommer rekombinationshastigheten på skivans yta att öka.
Mätningar utförs med QSSPC (Quasi-Steady-State Photoconductance) eller μ-PCD (Microwave Photoconductance Decay) för att bestämma minoritetsbärarens livslängd.
3. Materialforskning (t.ex. halvledare med brett bandgap)
Processer för SiC/GaN-enheter:
Högtemperaturprocesser (>1500°C) för kiselkarbid- (SiC) eller galliumnitrid- (GaN) komponenter kräver ultrarena kvartsrör. Föroreningar kan öka gränssnittets tillståndstäthet, vilket leder till minskad bärarlivslängd.
Forskningen fokuserar ofta på de elektriska egenskaperna hos epitaxiella skikt eller oxidskikt.
4. Andra relaterade tester
Tillverkning av fotodetektorer eller sensorer:
Bärarens livslängd påverkar svarshastigheten. Om kvartsrör kontaminerar känsliga material (t.ex. InGaAs) kan enhetens prestanda försämras.
Testning på laboratorienivå:
Vissa kunder kanske helt enkelt använder kvartsrör som reaktionskärl för att testa bärardynamiken hos nya material (t.ex. perovskiter).
Testets relevans
Carrier Lifetime Sensitivity:
Denna parameter är kritisk inom halvledar- och solcellsområdet, medan typiska industriella eller kemiska experiment i allmänhet inte mäter den specifikt.
Högtemperaturtillämpningar av kvartsrör:
Allmänna kemiska experiment har relativt låga renhetskrav för kvartsrör, medan halvledar- och fotovoltaikprocesser är extremt känsliga för kontaminering.