Η τήξη ζώνης είναι μια διαδικασία καθαρισμού για τους κρυστάλλους, ειδικά αυτούς που χρησιμοποιούνται σε ημιαγωγούς, που χρησιμοποιεί θερμότητα για να ωθήσει ακαθαρσίες από την κορυφή ενός κρυστάλλου στο κάτω μέρος ενός κρυστάλλου. Όταν ο κρύσταλλος θερμαίνεται, οι ακαθαρσίες έλκονται στον πυθμένα του κρυστάλλου και ο πυθμένας κόβεται, αφήνοντας πίσω ένα καθαρισμένο δείγμα. Υπάρχουν δύο τρόποι εκτέλεσης της τήξης ζώνης, με τη ζώνη θερμότητας είτε ακίνητη είτε κινούμενη. και οι δύο καταλήγουν σε παρόμοια αποτελέσματα. Ο καθαρισμός ζώνης είναι η διαδικασία εκτέλεσης της διαδικασίας τήξης πολλές φορές, έως ότου ο κρύσταλλος καθαριστεί πλήρως.
Για να ξεκινήσει η τήξη της ζώνης, ένας κρύσταλλος τοποθετείται σε ένα κυλινδρικό χωνευτήριο, με έναν κρύσταλλο σπόρων να ξεπροβάλλει από την κορυφή. Ο κρύσταλλος των σπόρων είναι το κύριο μέρος που πρέπει να καθαριστεί, αν και κάποιο από τα άλλα κρύσταλλα θα καθαριστεί επίσης. Στη συνέχεια προετοιμάζεται ένας κλίβανος, με μια στενή ζώνη θερμότητας κοντά στο κέντρο, και ο κρύσταλλος υποβάλλεται αργά στη ζώνη θερμότητας.
Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι για την εκτέλεση μιας διαδικασίας τήξης ζώνης. Στη μέθοδο Bridgman, η θερμή ζώνη κινείται ενάντια στο χωνευτήριο ενώ το χωνευτήριο είναι ακίνητο. Η μέθοδος Stockbarger είναι το αντίθετο, με το χωνευτήριο να κινείται μέσα από μια θερμική ζώνη. Ενώ είναι εντελώς αντίθετα, και τα δύο κάνουν το ίδιο πράγμα.
Όταν ο κρύσταλλος υποβάλλεται στη ζώνη θερμότητας, γίνεται λιωμένος. Αυτό επιτρέπει στις ακαθαρσίες στον κρύσταλλο να κινούνται ελεύθερα και τείνουν να κινούνται προς το ψυχρότερο τμήμα που δεν διέρχεται από τη ζώνη θερμότητας. Για να επιτραπεί η κίνηση όλων των ακαθαρσιών, ο κρύσταλλος θερμαίνεται πολύ αργά, έως ότου οι ακαθαρσίες έλκονται στη βάση του κρυστάλλου. Το κάτω μέρος του κρυστάλλου πριονίζεται, αφήνοντας πίσω ένα καθαρισμένο κρύσταλλο.
Για να διασφαλιστεί ότι η τήξη ζώνης είναι επιτυχής, χρησιμοποιείται μια διαδικασία που ονομάζεται διύλιση ζώνης. Αυτό είναι το ίδιο με τη ζώνη τήξης, αλλά ο κρύσταλλος καθαρίζεται αρκετές φορές. Κάνοντας αυτό πολλές φορές στον ίδιο κρύσταλλο, οι εργαζόμενοι μπορούν να είναι σίγουροι ότι ο κρύσταλλος είναι εντελώς απαλλαγμένος από ακαθαρσίες.
Αυτή η διαδικασία καθαρισμού γίνεται κυρίως σε κρυστάλλους που χρησιμοποιούνται ως ημιαγωγοί, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και σε άλλες εφαρμογές. Οι ημιαγωγοί είναι κομμάτια που χρησιμοποιούνται στη μηχανική που έχουν αγωγιμότητα μεταξύ ενός αγωγού και του μονωτή. Εάν παραμείνουν ακαθαρσίες στον κρύσταλλο, θα παρέμβουν στη ροή του ηλεκτρισμού, καθιστώντας τον κρύσταλλο είτε πολύ αγώγιμο είτε όχι αρκετά αγώγιμο.