السليكون – نحن جميعًا نعرف أن السليكون مادة مهمة في العديد من الأجهزة الإلكترونية اليومية التي نستخدمها، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. ولكن هل فكرت يومًا كيف نحصل على السليكون بدرجة نقاء تجعل هذه الأجهزة تعمل بالطريقة التي نتوقعها؟ إن إحدى العمليات المستخدمة لإنتاج أحدث شكل من السليكون الأحادي البلورية تُعرف بعملية الانصهار المتدرج (FZ).
نظرة مفصلة على عملية الانصهار المتدرج (FZ):
تُعرف طريقة الانصهار المتدرج أيضًا باسم طريقة FZ، وهي طريقة تُستخدم لتنقية المواد مثل السليكون. في هذه العملية، يُسخّن قسم صغير من قضيب سليكوني حتى ينصهر، ثم يُنقَل ببطء على طول القضيب، حيث ينصهر كل قسم قسمًا بعد قسم. وعندما يتحرك هذا الانصهار، تُدفع الشوائب نحو طرفي القضيب ويظل في الوسط منطقة ذات بنية بلورية نقية للغاية. وتُكرّر هذه العملية عدة مرات حتى يصبح المادة نقية بدرجة كافية.
كيف يُصنع السليكون الأحادي البلورة النقي:
إذا أردنا أن نعرف كيف تُنتج عملية الانصهار المتدرج ذلك السليكون الأحادي البلورة شبه النقي، فيجب القول شيئًا عن البلورات. فالبلورات هي مواد صلبة تكون ذراتها مرتبة في شبكة متكررة. جهاز نمو بلور الليزر السليكون الأحادي البلورة هو سليكون تكون فيه الشبكة البلورية لطول الفيلم بالكامل مستمرة، وهو مناسب للمعدات الكهربائية. ويتم إزالة الشوائب الموجودة في السليكون عبر عملية الانصهار المتدرج، وما يبقى هو بنية بلورية نقية ومتينة للغاية.
العملية الجديدة المذهلة في صناعة أشباه الموصلات:
لقد غيّرت تقنية الانصهار المتدرج بالكامل صناعة أشباه الموصلات من خلال تمكين إنتاج السليكون المونوكريستالي عالي النقاء. ويُعد هذا السليكون ضروريًا لإنتاج إلكترونيات عالية الجودة تكون دقيقة وموثوقة للغاية. الانصهار المتدرج كريستال يمكن استخدام العملية لضمان بقاء المصنّعين على اتساق مع المعايير الصارمة اللازمة للإلكترونيات في الوقت الحالي.
فوائد الانصهار المتدرج في تنقية السليكون:
توجد عدة فوائد ترتبط بتنقية السيليكون عن طريق عملية الذوبان المتدرج (Zone Melting). تتمثل الميزة الأولى في درجة النقاء العالية المرجوة التي يمكن تحقيقها. من خلال التحكم الدقيق في حركة المنطقة المنصهرة، يمكن إزالة الشوائب بدقة عالية، مما يسمح الحصول على بلورة سيليكون تقترب من التركيب البلوري المثالي. علاوة على ذلك، يمكن تنقية السيليكون بطريقة نسبيًا غير مكلفة باستخدام الذوبان المتدرج، وهي خيار جذاب للمهندسين المعنيين بالتصنيع الذين يسعون لصنع مكونات إلكترونية عالية الجودة.
الذوبان المتدرج: لتحقيق أعلى درجة من النقاء:
يمكن للمصنّعين تحقيق درجة نقاء غير مسبوقة إضافية في منتجاتهم هندسة الأدوية والكيمياء السليكون أحادي البلورة، من خلال تطبيق طريقة الانصهار المتدرج (Zone Melting). إن هذا المستوى العالي من النقاء ضروري لتصنيع الأجهزة الإلكترونية التي تلبي متطلبات العالم التكنولوجي القائم على السوق. بفضل قدرتها على إزالة الشوائب بدقة وكفاءة، تعد عملية التكرير المتدرج (Zone Refining) عملية لا تُقدَّر بثمن في تصنيع السليكون عالي النقاء لاستخدامه في العديد من التطبيقات.