Topirea zonei este un proces de purificare pentru cristale, în special pentru cele utilizate în semiconductori, care utilizează căldură pentru a împinge impuritățile din partea superioară a unui cristal în partea de jos a unui cristal. Când cristalul este încălzit, impuritățile sunt trase pe fundul cristalului și fundul este tăiat, lăsând în urmă un specimen purificat. Există două moduri de a efectua topirea zonei, cu zona de căldură fie staționară, fie în mișcare; ambele ajung la rezultate similare. Rafinarea zonei este procesul de efectuare a procedurii de topire de mai multe ori, până când cristalul este complet purificat.
Pentru a începe topirea zonei, un cristal este plasat într-un creuzet cilindric, cu un cristal semințe care iese din partea de sus. Cristalul sămânță este porțiunea principală care trebuie purificată, deși unele dintre celelalte cristale vor fi și ele purificate. Se prepară apoi un cuptor, cu o zonă de căldură îngustă aproape de centru, iar cristalul este supus încet zonei de căldură.
Există două metode principale pentru efectuarea unui proces de topire a zonei. În metoda Bridgman, zona fierbinte se deplasează împotriva creuzetului în timp ce creuzetul este staționar. Metoda Stockbarger este opusă, creuzetul se deplasează printr-o zonă de căldură. În timp ce sunt complet contrarii, ambele fac același lucru.
Când cristalul este supus zonei de căldură, acesta devine topit. Acest lucru permite impurităților din cristal să se miște liber și tind să se deplaseze către porțiunea mai rece care nu este trecută prin zona de căldură. Pentru a permite tuturor impurităților să se miște, cristalul este încălzit foarte lent, până când puritățile sunt atrase în baza cristalului. Partea de jos a cristalului este tăiată, lăsând în urmă un cristal purificat.
Pentru a se asigura că topirea zonei are succes, se folosește un proces numit rafinarea zonei. Aceasta este aceeași cu topirea zonei, dar cristalul este purificat de mai multe ori. Făcând acest lucru de mai multe ori la același cristal, lucrătorii pot fi siguri că cristalul este complet lipsit de impurități.
Acest proces de purificare se face în primul rând pentru cristalele care sunt folosite ca semiconductori, dar poate fi folosit și în alte aplicații. Semiconductorii sunt piese utilizate în inginerie care au conductivitate între un conductor și izolator. Dacă impuritățile rămân în cristal, acestea ar interfera cu fluxul de electricitate, făcând cristalul fie prea conductor, fie insuficient.