Safiirkristallide kasvuahi KY Kyropoulose meetod safiirvahvlite ja optiliste akende tootmiseks

Lühike kirjeldus:

See safiirkristallide kasvuseade kasutab rahvusvaheliselt juhtivat Kyropoulose (KY) meetodit, mis on spetsiaalselt loodud suure läbimõõduga ja vähese defektiga safiirkristallide kasvatamiseks. KY-meetod võimaldab täpselt kontrollida seemnekristallide tõmbamist, pöörlemiskiirust ja temperatuurigradiente, kasvatades kuni 12 tolli (300 mm) läbimõõduga safiirkristalle kõrgetel temperatuuridel (2000–2200 °C). XKH KY-meetodi süsteeme kasutatakse laialdaselt 2–12-tolliste C/A-tasapinnaliste safiirplaatide ja optiliste akende tööstuslikus tootmises, saavutades kuutoodangu 20 ühikut. Seade toetab dopeerimisprotsesse (nt Cr³⁰ dopeerimine rubiinide sünteesiks) ja tagab kristallikvaliteedi järgmiste omadustega:

Dislokatsiooni tihedus <100/cm²

Läbilaskvus >85% lainepikkusel 400–5500 nm

Saada meile e-kiri

Omadused

Tööpõhimõte

KY-meetodi põhiprintsiip hõlmab kõrge puhtusastmega Al₂O₃ tooraine sulatamist volfram/molübdeen tiiglis temperatuuril 2050 °C. Seemnekristall langetatakse sulamisse, millele järgneb kontrollitud eemaldamine (0,5–10 mm/h) ja pöörlemine (0,5–20 p/min), et saavutada α-Al₂O₃ monokristallide suunatud kasv. Peamised omadused on järgmised:

• Suuremõõtmelised kristallid (max Φ400 mm × 500 mm)
• Madala pingega optilise kvaliteediga safiir (lainefrondi moonutus <λ/8 @ 633 nm)
• Legeeritud kristallid (nt Ti³⁰ legeerimine tähtsafiiri jaoks)

Põhisüsteemi komponendid

1. Kõrgtemperatuuriline sulatussüsteem
• Volfram-molübdeen komposiittiigel (maksimaalne temperatuur 2300 °C)
• Mitmetsooniline grafiitkütteseade (temperatuuri reguleerimine ±0,5 °C)

2. Kristallide kasvusüsteem
• Servomootoriga tõmbemehhanism (täpsus ±0,01 mm)
• Magnetiline vedelikuga pöörlev tihend (astmeteta kiiruse reguleerimine 0–30 p/min)

3. Termovälja kontroll
• 5-tsooniline sõltumatu temperatuuri reguleerimine (1800–2200 °C)
• Reguleeritav kuumakaitse (±2°C/cm gradient)
• Vaakum- ja atmosfäärisüsteem
• 10⁻⁴ Pa kõrgvaakum
• Ar/N₂/H₂ segagaasi kontroll

4. Intelligentne jälgimine
• CCD reaalajas kristalli läbimõõdu jälgimine
• Mitmespektraalne sulamistaseme tuvastamine

KY ja CZ meetodite võrdlus

Parameeter	KY meetod	CZ meetod
Maksimaalne kristalli suurus	Φ400 mm	Φ200 mm
Kasvumäär	5–15 mm/h	20–50 mm/h
Defektide tihedus	<100/cm²	500–1000/cm²
Energiatarve	80–120 kWh/kg	50–80 kWh/kg
Tüüpilised rakendused	Optilised aknad/suured vahvlid	LED-aluspinnad/ehted

Peamised rakendused

1. Optoelektroonilised aknad
• Sõjaväe infrapunakuplid (läbilaskvus >85% 3–5 μm juures)
• UV-laseriknad (taluvad võimsustihedust 200 W/cm²)

2. Pooljuhtide aluspinnad
• GaN epitaksiaalsed vahvlid (2–8 tolli, TTV <10 μm)
• SOI aluspinnad (pinna karedus <0,2 nm)

3. Tarbeelektroonika
• Nutitelefoni kaamera katteklaas (Mohsi kõvadus 9)
• Nutikella ekraanid (10 korda parem kriimustuskindlus)

4. Spetsiaalsed materjalid
• Kõrge puhtusastmega infrapunaoptika (neeldumistegur <10⁻³ cm⁻¹)
• Tuumareaktori vaatlusaknad (kiirgustaluvus: 10¹⁶ n/cm²)

Kyropoulose (KY) safiirkristallide kasvuseadmete eelised

Kyropoulose (KY) meetodil põhinev safiirkristallide kasvuseade pakub enneolematuid tehnilisi eeliseid, positsioneerides seda tipptasemel lahendusena tööstuslikus tootmises. Peamised eelised on järgmised:

1. Suure läbimõõduga võimekus: võimeline kasvatama kuni 300 mm (12 tolli) läbimõõduga safiirkristalle, mis võimaldab toota suure saagikusega vahvleid ja optilisi komponente edasijõudnute rakenduste jaoks, nagu GaN-epitaksia ja sõjaväeklassi aknad.

2. Ülimadal defektide tihedus: saavutab optimeeritud termilise välja disaini ja täpse temperatuurigradiendi juhtimise abil dislokatsioonitiheduse <100/cm², tagades optoelektrooniliste seadmete jaoks suurepärase kristallide terviklikkuse.

3. Kvaliteetne optiline jõudlus: tagab läbipaistvuse >85% nähtava valguse ja infrapunaspektri vahel (400–5500 nm), mis on kriitilise tähtsusega UV-laserite ja infrapunaoptika jaoks.

4. Täiustatud automatiseerimine: Servomootoriga tõmbemehhanismid (täpsus ±0,01 mm) ja magnetilised vedelikuga pöörlevad tihendid (astmevaba juhtimine 0–30 p/min), mis minimeerivad inimese sekkumist ja parandavad järjepidevust.

5. Paindlikud lisamisvõimalused: toetab kohandamist lisanditega nagu Cr³⁰ (rubiini jaoks) ja Ti³⁰ (tähesafiiri jaoks), pakkudes lahendusi optoelektroonika ja ehete nišiturgudele.

6. Energiatõhusus: Optimeeritud soojusisolatsioon (volfram-molübdeeni sulatusfilter) vähendab energiatarbimist 80–120 kWh/kg-ni, mis on konkurentsivõimeline alternatiivsete kasvumeetoditega.

7. Skaleeritav tootmine: Saavutab kiire tsükliajaga (8–10 päeva 30–40 kg kristallide puhul) igakuise toodangu 5000+ vahvlit, mida on valideerinud üle 200 ülemaailmse installatsiooni.

8. Sõjaväeklassi vastupidavus: Sisaldab kiirguskindlaid konstruktsioone ja kuumakindlaid materjale (talub 10¹⁶ n/cm²), mis on olulised lennunduse ja tuumaenergia rakenduste jaoks.
Need uuendused kinnistavad KY-meetodi kui kuldstandardi kõrgjõudlusega safiirkristallide tootmisel, edendades 5G-kommunikatsiooni, kvantarvutuse ja kaitsetehnoloogiaid.

XKH teenused

XKH pakub safiirkristallide kasvusüsteemide jaoks terviklikke võtmed kätte lahendusi, mis hõlmavad paigaldamist, protsesside optimeerimist ja töötajate koolitamist, et tagada sujuv operatiivne integratsioon. Pakume eelnevalt valideeritud kasvuretsepte (üle 50), mis on kohandatud erinevatele tööstusvajadustele, vähendades oluliselt klientide teadus- ja arendustegevuse aega. Spetsialiseeritud rakenduste jaoks võimaldavad kohandatud arendusteenused õõnsuste kohandamist (Φ200–400 mm) ja täiustatud dopeerimissüsteeme (Cr/Ti/Ni), toetades kõrgjõudlusega optilisi komponente ja kiirguskindlaid materjale.

Lisaväärtust pakkuvad teenused hõlmavad järeltöötlemist, nagu viilutamine, lihvimine ja poleerimine, mida täiendab lai valik safiirtooteid, nagu vahvlid, torud ja vääriskivide toorikud. Need pakkumised on suunatud erinevatele sektoritele alates tarbeelektroonikast kuni lennunduse ja kosmosetööstuseni. Meie tehniline tugi tagab 24-kuulise garantii ja reaalajas kaugdiagnostika, tagades minimaalse seisakuaja ja jätkusuutliku tootmise efektiivsuse.