Oprema za rast safirnih ingotov Czochralski CZ metoda za proizvodnjo 2-12-palčnih safirnih rezin

Oprema za rast safirnih ingotov Czochralski CZ metoda za izdelavo 2-12-palčnih safirnih rezin Izpostavljena slika

Kratek opis:

Oprema za rast safirnih ingotov (Czochralskijev postopek) je najsodobnejši sistem, zasnovan za rast monokristalov safirja visoke čistosti in nizkega števila napak. Czochralskijev postopek (CZ) omogoča natančen nadzor hitrosti izvlečenja semenskih kristalov (0,5–5 mm/h), hitrosti vrtenja (5–30 vrt/min) in temperaturnih gradientov v iridijevem lončku, kar ustvarja osno simetrične kristale s premerom do 300 mm. Ta oprema podpira nadzor orientacije kristalov v ravnini C/A, kar omogoča rast optičnega, elektronskega in dopiranega safirja (npr. rubin Cr³⁺, zvezdasti safir Ti³⁺).

XKH ponuja celovite rešitve, vključno s prilagoditvijo opreme (proizvodnja 2–12-palčnih rezin), optimizacijo procesov (gostota napak <100/cm²) in tehničnim usposabljanjem, z mesečno proizvodnjo več kot 5000 rezin za aplikacije, kot so LED substrati, GaN epitaksija in polprevodniško pakiranje.

Pošljite nam e-pošto

Značilnosti

Načelo delovanja

Metoda CZ deluje v naslednjih korakih:
1. Taljenje surovin: Visoko čist Al₂O₃ (čistost > 99,999 %) se tali v iridijevem lončku pri 2050–2100 °C.
2. Uvod v semenski kristal: Semenski kristal se spusti v talino, nato pa se hitro potegne, da se oblikuje vrat (premer <1 mm), da se odpravijo dislokacije.
3. Oblikovanje ramen in rast v razsutem stanju: Hitrost vlečenja se zmanjša na 0,2–1 mm/h, s čimer se premer kristala postopoma poveča do ciljne velikosti (npr. 4–12 palcev).
4. Žarjenje in hlajenje: Kristal se hladi s hitrostjo 0,1–0,5 °C/min, da se zmanjšajo razpoke, ki jih povzročajo toplotne napetosti.
5. Združljive vrste kristalov:
Elektronski razred: Polprevodniški substrati (TTV <5 μm)
Optični razred: UV laserska okna (prepustnost >90% pri 200 nm)
Dopirane različice: rubin (koncentracija Cr³⁺ 0,01–0,5 mas. %), cev iz modrega safirja

Osnovne sistemske komponente

1. Talilni sistem
Iridijev lonček: Odporen na 2300 °C, odporen proti koroziji, združljiv z velikimi talinami (100–400 kg).
Indukcijska grelna peč: Večconska neodvisna regulacija temperature (±0,5 °C), optimizirani toplotni gradienti.

2. Sistem vlečenja in vrtenja
Visoko natančen servo motor: ločljivost vlečenja 0,01 mm/h, rotacijska koncentričnost <0,01 mm.
Magnetno tekočinsko tesnilo: Brezkontaktni prenos za neprekinjeno rast (> 72 ur).

3. Sistem za nadzor temperature
PID regulacija z zaprto zanko: Prilagajanje moči v realnem času (50–200 kW) za stabilizacijo toplotnega polja.
Zaščita pred inertnim plinom: mešanica Ar/N₂ (čistost 99,999 %) za preprečevanje oksidacije.

4. Avtomatizacija in spremljanje
Spremljanje premera CCD: Povratne informacije v realnem času (natančnost ±0,01 mm).
Infrardeča termografija: Spremlja morfologijo stika med trdno in tekočo snovjo.

Primerjava metod CZ in KY

Parameter	Metoda CZ	Metoda KY
Največja velikost kristala	12 palcev (300 mm)	400 mm (ingot v obliki hruške)
Gostota napak	<100/cm²	<50/cm²
Stopnja rasti	0,5–5 mm/h	0,1–2 mm/h
Poraba energije	50–80 kWh/kg	80–120 kWh/kg
Aplikacije	LED substrati, GaN epitaksija	Optična okna, veliki ingoti
Stroški	Zmerna (visoka naložba v opremo)	Visoka (kompleksen postopek)

Ključne aplikacije

1. Polprevodniška industrija
GaN epitaksialni substrati: 2–8-palčne rezine (TTV <10 μm) za mikro-LED in laserske diode.
SOI rezine: Hrapavost površine <0,2 nm za 3D-integrirane čipe.

2. Optoelektronika
UV laserska okna: Vzdržijo gostoto moči 200 W/cm² za litografsko optiko.
Infrardeče komponente: Absorpcijski koeficient <10⁻³ cm⁻¹ za termovizijsko slikanje.

3. Potrošniška elektronika
Ovitki za kamero pametnih telefonov: Mohsova trdota 9, 10-kratna izboljšava odpornosti proti praskam.
Zasloni pametnih ur: debelina 0,3–0,5 mm, prepustnost >92 %.

4. Obramba in vesoljska industrija
Okna jedrskega reaktorja: Toleranca sevanja do 10¹⁶ n/cm².
Visokozmogljiva laserska ogledala: Toplotna deformacija <λ/20@1064 nm.

Storitve XKH

1. Prilagoditev opreme
Prilagodljiva zasnova komore: konfiguracije Φ200–400 mm za proizvodnjo rezin velikosti 2–12 palcev.
Prilagodljivost dopiranja: Podpira dopiranje z redkimi zemeljami (Er/Yb) in prehodnimi kovinami (Ti/Cr) za prilagojene optoelektronske lastnosti.

2. Celovita podpora
Optimizacija procesov: Predhodno validirani recepti (50+) za LED, RF naprave in komponente, utrjene s sevanjem.
Globalno servisno omrežje: 24/7 oddaljena diagnostika in vzdrževanje na kraju samem z 24-mesečno garancijo.

3. Nadaljnja obdelava
Izdelava rezin: Rezanje, brušenje in poliranje rezin velikosti 2–12 palcev (ravnina C/A).
Izdelki z dodano vrednostjo:
Optične komponente: UV/IR okna (debeline 0,5–50 mm).
Materiali nakita: rubin Cr³⁺ (s certifikatom GIA), zvezdasti safir Ti³⁺.

4. Tehnično vodenje
Certifikati: Rezine, skladne z EMI.
Patenti: Osnovni patenti na področju inovacij metod CZ.

Zaključek

Oprema CZ metode zagotavlja združljivost z velikimi dimenzijami, izjemno nizke stopnje napak in visoko stabilnost procesa, zaradi česar je industrijski standard za LED, polprevodniške in obrambne aplikacije. XKH nudi celovito podporo od uvedbe opreme do obdelave po rasti, kar strankam omogoča doseganje stroškovno učinkovite in visokozmogljive proizvodnje safirnih kristalov.