Qu'est-ce que la fonte de la zone?

La fusion de la zone est un processus de purification pour les cristaux, en particulier ceux utilisés dans les semi-conducteurs, qui utilise la chaleur pour pousser les impuretés du haut d'un cristal au bas d'un cristal.Lorsque le cristal est chauffé, les impuretés sont tirées au bas du cristal et le fond est coupé, laissant derrière un échantillon purifié.Il existe deux façons de faire la fusion de la zone, avec la zone de chaleur, soit stationnaire, soit en mouvement;Les deux arrivent à des résultats similaires.Le raffinage de la zone est le processus de réalisation de la procédure de fusion plusieurs fois, jusqu'à ce que le cristal soit complètement purifié.

Pour démarrer la fusion de la zone, un cristal est placé dans un creuset cylindrique, avec un cristal de graines qui sort du haut.Le cristal de graines est la partie principale qui doit être purifiée, bien que certains des autres cristals soient également purifiés.Un four est ensuite préparé, avec une zone de chaleur étroite près du centre, et le cristal est lentement soumis à la zone de chaleur.

Il existe deux méthodes principales pour effectuer un processus de fusion de la zone.Dans la méthode Bridgman, la zone chaude se déplace contre le creuset tandis que le creuset est stationnaire.La méthode de bourse est le contraire, le creuset se déplaçant à travers une zone de chaleur.Alors que les opposés complets, les deux font la même chose.

Lorsque le cristal est soumis à la zone thermique, il devient fondu.Cela permet aux impuretés du cristal de se déplacer librement, et ils ont tendance à se déplacer vers la partie la plus froide qui ne se passe pas à travers la zone de chaleur.Pour permettre à toutes les impuretés de se déplacer, le cristal est chauffé très lentement, jusqu'à ce que les puretés soient attirées dans la base du cristal.La partie inférieure du cristal est sciée, laissant derrière un cristal purifié.

Pour garantir que la fusion de la zone est réussie, un processus appelé raffinage de zone est utilisé.C'est la même chose que la fusion de la zone, mais le cristal est purifié plusieurs fois.En faisant cela plusieurs fois au même cristal, les travailleurs peuvent être sûrs que le cristal est entièrement exempt d'impuretés.

Ce processus de purification se fait principalement sur des cristaux utilisés comme semi-conducteurs, mais il peut également être utilisé dans d'autres applications.Les semi-conducteurs sont des pièces utilisées dans l'ingénierie qui ont une conductivité entre un conducteur et un isolant.Si les impuretés restent dans le cristal, elles interféreraient avec l'écoulement de l'électricité, ce qui rend le cristal trop conducteur ou pas assez conducteur.