رقاقة المنطقة العائمة هي رقاقة سيليكون عالية النقاء يتم تحضيرها بطريقة المنطقة العائمة. طريقة المنطقة العائمة هي تقنية متقدمة لنمو البلورات تذوب قضبان السيليكون متعدد البلورات محليًا في درجات حرارة عالية وتستخدم التوتر السطحي لتحريك المنطقة المنصهرة على طول جسم القضيب، وبالتالي تشكل سيليكون بلوري واحد. لا تتطلب هذه العملية استخدام بوتقات، مما يتجنب تلوث الشوائب، وبالتالي تمكين إنتاج مواد سيليكون عالية النقاء للغاية. أصبحت رقاقة المنطقة العائمة مادة أساسية مهمة لصناعة أشباه الموصلات والمجالات التكنولوجية العالية بسبب نقائها وتوحيدها الممتازين.

1. تركيز عيب منخفض

بسبب تجنب ملامسة البوتقة وإدخال الشوائب من خلال طريقة المنطقة العائمة، فإن رقائق السيليكون في المنطقة العائمة تحتوي على تركيز أقل من عيوب البلورة. هذه الخاصية تجعلها تعمل بشكل جيد في الأجهزة الإلكترونية عالية الدقة، وخاصة في التطبيقات التي تتطلب الاستقرار والاتساق.

2. نطاق المقاومة العالية

يمكن أن تصل المقاومة النوعية لرقائق السيليكون في منطقة التعويم إلى أكثر من 10 كيلو أوم/سم، وهي أعلى بكثير من المقاومة النوعية لرقائق السيليكون العادية. هذه الخاصية العالية للمقاومة تجعلها مناسبة جدًا لتصنيع الأجهزة عالية الطاقة وأجهزة الكشف الدقيقة.

3. التوحيد الممتاز

تشتهر رقاقة المنطقة العائمة بتوحيد المقاومة الممتاز، وخاصة في منتجات السيليكون الممزوجة بالتحويل النيوتروني (NTD)، حيث يكون نطاق تغير المقاومة صغيرًا للغاية، مما يجعلها الأقل بين أي منتجات سيليكون بلوري في السوق.

4. اختيار المواصفات المتنوعة

تقدم شركة بلوتو مجموعة واسعة من أقطار رقائق المنطقة العائمة، تصل إلى 200 ملم، وتدعم مواصفات متعددة مخصصة لتلبية احتياجات العملاء المختلفة.

5. مجموعة واسعة من تغطية المقاومة

يتراوح نطاق المقاومة للسيليكون العائم NTD من 5 Ω• سم إلى 4000 Ω• سم، مما يغطي جميع احتياجات التطبيقات المتطورة تقريبًا ويوفر للعملاء خيارات مرنة.

6. حماية البيئة والاستدامة

تركز عملية إنتاج رقاقة المنطقة العائمة على حماية البيئة وتقليل تأثيرها على البيئة. كما تعمل نقاوتها العالية وأدائها على تقليل هدر الموارد، بما يتماشى مع مفهوم التصنيع الأخضر الحديث.

يبدأ إنتاج رقائق السيليكون في منطقة التعويم بإعداد قضبان السيليكون متعدد البلورات عالية الجودة. تخضع هذه المواد الخام لفحص دقيق لضمان نقائها وتناسقها بما يتوافق مع متطلبات طريقة منطقة التعويم. في هذه الطريقة، يُسخّن قضيب السيليكون متعدد البلورات موضعيًا حتى نقطة انصهاره، مُشكّلًا منطقة انصهار ضيقة. بتحريك المنطقة المنصهرة ببطء، تتشكل بلورات السيليكون تدريجيًا لتكوين بنية بلورية واحدة. تتميز طريقة منطقة التعويم بتصميمها الخالي من البوتقة، مما يمنع التلوث الذي قد تُسببه مواد البوتقة في طرق السحب المباشر التقليدية، مما يُحسّن نقاء رقائق السيليكون بشكل أكبر. من خلال ضبط نوع وتركيز المُضافات، يُمكن التحكم بدقة في مقاومة رقاقة منطقة التعويم لتلبية احتياجات سيناريوهات التطبيق المختلفة. يُقطع قضيب السيليكون أحادي البلورة المُستزرع إلى شرائح رفيعة، ويُخضع لتلميع دقيق للحصول على سطح أملس وسمك دقيق. تخضع كل رقاقة منطقة التعويم لعملية اختبار صارمة، بما في ذلك قياس المقاومة، وتحليل البنية البلورية، وفحص جودة السطح، لضمان أن المنتج يلبي المعايير العالية.

1. الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة

تُستخدم رقاقة المنطقة العائمة على نطاق واسع في تصنيع الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة، مثل مكبرات الصوت، ومقومات التيار، والعاكسات، وذلك بسبب مقاومتها العالية وتركيز العيوب المنخفض.

2. أجهزة الكشف والمستشعرات

في مجال أجهزة الكشف عن الإشعاع وأجهزة الاستشعار عالية الحساسية، فإن النقاء العالي وتوحيد رقائق السيليكون في المنطقة العائمة يجعلها مادة لا غنى عنها، ومناسبة بشكل خاص لمعدات التصوير الطبي وأبحاث الفيزياء النووية.

3. الخلايا الشمسية

تُستخدم رقاقة المنطقة العائمة أيضًا على نطاق واسع في الخلايا الشمسية عالية الكفاءة، كما أن نقائها العالي وخصائصها المنخفضة للعيوب يمكن أن تعمل على تحسين كفاءة التحويل الكهروضوئي بشكل كبير.

4. التطبيقات البحثية والمختبرية

بفضل أدائها الممتاز، غالبًا ما يتم استخدام رقاقة المنطقة العائمة في الأبحاث العلمية والاختبارات المعملية، مثل أبحاث المواد شبه الموصلة وتطوير الأجهزة الإلكترونية الجديدة.

5. الفضاء والدفاع

في مجالات الفضاء والدفاع، يتم استخدام رقاقة المنطقة العائمة لتصنيع أنظمة الرادار عالية الأداء ومعدات الاتصالات وأجهزة الملاحة، كما أن موثوقيتها أمر بالغ الأهمية.

6. الأتمتة الصناعية

ويعتمد نظام التحكم وأجهزة الاستشعار في معدات الأتمتة الصناعية أيضًا على الأداء العالي لرقاقة منطقة التعويم لضمان دقة واستقرار تشغيل المعدات.

7. تكنولوجيا الاتصالات

في مجالات الاتصالات البصرية واللاسلكية، يتم استخدام رقاقة المنطقة العائمة لتصنيع رقائق معالجة الإشارات عالية التردد والأجهزة البصرية الإلكترونية، مما يحسن سرعة وجودة نقل البيانات.

8. تقنيات الطاقة الجديدة

مع تطور تكنولوجيات الطاقة الجديدة، يتزايد استخدام رقاقة المنطقة العائمة في أنظمة إدارة بطاريات المركبات الكهربائية والشبكات الذكية، مما يعزز تقدم تكنولوجيا الطاقة النظيفة.