1. การผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (มีความเกี่ยวข้องสูง)
กระบวนการแพร่และการอบชุบที่อุณหภูมิสูง:
หลอดควอตซ์มักใช้ในเตาหลอมการแพร่กระจายอุณหภูมิสูงสำหรับแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์สำหรับการโดป (เช่น การแพร่กระจายฟอสฟอรัสหรือโบรอน) หรือการอบชุบ (การกระตุ้นตัวโดป).
อายุการใช้งานของตัวพาหะเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการประเมินคุณภาพของเวเฟอร์ซิลิคอน หากสิ่งเจือปนในหลอดควอตซ์ (เช่น ไอออนโลหะ) ปนเปื้อนเข้าไปในเวเฟอร์ อาจทำให้เกิดการรวมตัวกันของตัวพาหะเพิ่มขึ้นและอายุการใช้งานลดลง.
การทดสอบเกี่ยวข้องกับการวัดอายุการใช้งานของตัวพาหะส่วนน้อยเพื่อประเมินผลกระทบของกระบวนการต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของเวเฟอร์.
เอพิแทกซี:
หลอดควอตซ์ถูกใช้ในห้องปฏิกิริยา CVD (Chemical Vapor Deposition) หากผนังหลอดเกิดการปนเปื้อนหรือเกิดการละลายตัว คุณภาพของชั้นเอพิแทกเซียลอาจได้รับผลกระทบ ส่งผลให้อายุการใช้งานของตัวพาหะลดลง.
2. การทดสอบเซลล์แสงอาทิตย์ (เซลล์แสงอาทิตย์)
การแปรรูปเวเฟอร์ซิลิคอนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์
ในกระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง เช่น PERC และ TOPCon ใช้หลอดควอตซ์สำหรับการเคลือบชั้นพาสซิเวชัน (เช่น SiNx หรือ Al₂O₃) หรือการเผาที่อุณหภูมิสูง.
อายุการใช้งานของตัวนำมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเซลล์ หากหลอดควอตซ์ทำให้เกิดการปนเปื้อน อัตราการรวมตัวกันของพื้นผิวของเวเฟอร์จะเพิ่มขึ้น.
การวัดดำเนินการโดยใช้ QSSPC (Quasi-Steady-State Photoconductance) หรือ μ-PCD (Microwave Photoconductance Decay) เพื่อกำหนดอายุการใช้งานของตัวพาหะส่วนน้อย.
3. การวิจัยวัสดุ (เช่น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีช่องว่างพลังงานกว้าง)
กระบวนการผลิตอุปกรณ์ SiC/GaN:
กระบวนการที่อุณหภูมิสูง (>1500°C) สำหรับอุปกรณ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) หรือแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) จำเป็นต้องใช้หลอดควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก สารปนเปื้อนสามารถเพิ่มความหนาแน่นของสถานะที่ผิวหน้า ซึ่งนำไปสู่การลดลงของอายุการใช้งานของตัวนำพา.
การวิจัยมักมุ่งเน้นไปที่สมบัติทางไฟฟ้าของชั้นเอพิแทกเซียลหรือชั้นออกไซด์.
4. การทดสอบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง
การผลิตโฟโตดีเทกเตอร์หรือเซ็นเซอร์
อายุการใช้งานของตัวพาหะส่งผลต่อความเร็วในการตอบสนอง หากหลอดควอตซ์ปนเปื้อนวัสดุที่ไวต่อสิ่งปนเปื้อน (เช่น InGaAs) ประสิทธิภาพของอุปกรณ์อาจลดลง.
การทดสอบระดับห้องปฏิบัติการ:
ลูกค้าบางรายอาจใช้หลอดควอตซ์เป็นภาชนะปฏิกิริยาเพื่อทดสอบพลวัตของตัวพาหะในวัสดุใหม่ (เช่น เปอรอฟสไกต์).
ความเกี่ยวข้องของการทดสอบ
ความไวตลอดอายุการใช้งานของเครื่องรับสัญญาณ
พารามิเตอร์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในสาขาเซมิคอนดักเตอร์และโฟโตโวลตาอิก ในขณะที่การทดลองทางอุตสาหกรรมหรือเคมีทั่วไปมักไม่ได้วัดค่านี้โดยเฉพาะ.
การใช้งานท่อควอตซ์ในอุณหภูมิสูง:
การทดลองทางเคมีทั่วไปมีความต้องการความบริสุทธิ์ของหลอดควอตซ์ที่ค่อนข้างต่ำ ในขณะที่กระบวนการผลิตสารกึ่งตัวนำ/โฟโตโวลตาอิกมีความไวต่อการปนเปื้อนสูงมาก.