Khu vực tan chảy là gì?

Sự nóng chảy khu vực là một quá trình tinh chế cho các tinh thể, đặc biệt là các loại được sử dụng trong chất bán dẫn, sử dụng nhiệt để đẩy các tạp chất từ đỉnh của tinh thể xuống đáy của tinh thể.Khi tinh thể được làm nóng, các tạp chất được kéo xuống đáy của tinh thể và đáy bị cắt, để lại một mẫu vật tinh khiết.Có hai cách thực hiện khu vực tan chảy, với vùng nhiệt đứng yên hoặc di chuyển;Cả hai đều đi đến kết quả tương tự.Quá trình tinh chế khu vực là quá trình thực hiện quy trình nóng chảy nhiều lần, cho đến khi tinh thể được tinh chế hoàn toàn. Để bắt đầu khu vực tan chảy, một tinh thể được đặt vào một lò nướng hình trụ, với một tinh thể hạt giống từ trên xuống.Tinh thể hạt là phần chính cần được tinh chế, mặc dù một số tinh thể khác cũng sẽ được tinh chế.Một lò sau đó được chuẩn bị, với một vùng nhiệt hẹp gần trung tâm và tinh thể đang dần chịu vùng nhiệt. Có hai phương pháp chính để thực hiện quá trình nóng chảy khu vực.Trong phương pháp Bridgman, khu vực nóng di chuyển chống lại nồi nấu kim loại trong khi nồi nấu kim loại đứng yên.Phương pháp chứng khoán là ngược lại, với nồi nấu kim loại di chuyển qua vùng nhiệt.Trong khi hoàn toàn đối lập, cả hai đều làm điều tương tự.

Khi tinh thể phải chịu vùng nhiệt, nó trở nên nóng chảy.Điều này cho phép các tạp chất trong tinh thể di chuyển tự do, và chúng có xu hướng di chuyển về phía phần lạnh hơn không được truyền qua vùng nhiệt.Để cho phép tất cả các tạp chất di chuyển, tinh thể được làm nóng rất chậm, cho đến khi các độ tinh khiết được kéo vào đáy của tinh thể.Phần dưới cùng của tinh thể được cưa tắt, để lại một tinh thể tinh khiết. Để đảm bảo rằng khu vực tan chảy thành công, một quá trình gọi là tinh chế vùng được sử dụng.Điều này giống như khu vực tan chảy, nhưng tinh thể được tinh chế nhiều lần.Bằng cách thực hiện điều này nhiều lần với cùng một tinh thể, công nhân có thể chắc chắn rằng tinh thể hoàn toàn không có tạp chất. Quá trình tinh chế này được thực hiện chủ yếu cho các tinh thể được sử dụng làm chất bán dẫn, nhưng nó cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác.Chất bán dẫn là các mảnh được sử dụng trong kỹ thuật có độ dẫn giữa dây dẫn và chất cách điện.Nếu các tạp chất vẫn còn trong tinh thể, chúng sẽ can thiệp vào dòng điện, làm cho tinh thể quá dẫn hoặc không đủ dẫn điện.