Terminologie des Lötens

Veredelungsverfahren zur Herstellung von hochreinem Metall. Erfunden wurde diese Methode von dem Amerikaner W. G. Pfann zur Raffination von Germanium. Früher wurden hochreine Metalle auf chemischem Wege erzeugt, was jedoch teuer und daher ungeeignet für die Massenfertigung war. Demgegenüber ist das Zonenschmelzverfahren als physikalische Veredelungsmethode nicht nur preiswert, sondern ermöglicht neben Metallen auch die Raffination von intermetallischen und anderen Verbindungen.

Das Prinzip basiert auf der Beobachtung, dass sich bei der Herstellung von Metallbarren aus einer Schmelze die Verunreinigungen immer an der zuletzt gegossenen Stelle sammeln. Beim Zonenschmelzen wird daher eine ein- bis zweiwindige Heizspule im Ofen um das Metall gelegt und langsam daran entlang bewegt. Natürlich kann sich stattdessen auch das Metall durch die Spule bewegen. Bei einer horizontalen Bewegung ist hierfür ein Keramikschiffchen erforderlich, das jedoch seinerseits Quelle von Verunreinigungen sein kann. Um dies zu vermeiden, bringt man einen nackten Metallstab vertikal an und lässt ihn nach und nach abwärts fahren. Zur Raffination von Siliziumhalbleitern wird dieses vertikale Verfahren eingesetzt und das Silizium mit einer hochfrequenten Induktionsspule (induction coil) erhitzt. Durch mehrfaches Wiederholen des Zonenschmelzens kann der Reinheitsgrad des Metalls immer weiter erhöht werden.