Safiirvaluplokkide kasvuseadmed Czochralski CZ meetod 2-12-tolliste safiirvahvlite tootmiseks

Lühike kirjeldus:

Safiirvaluplokkide kasvuseadmed (Czochralski meetod) on tipptasemel süsteem, mis on loodud kõrge puhtusastmega ja vähese defektiga safiiride monokristallide kasvatamiseks. Czochralski (CZ) meetod võimaldab täpselt kontrollida seemnekristallide tõmbamiskiirust (0,5–5 mm/h), pöörlemiskiirust (5–30 p/min) ja temperatuurigradiente iriidiumitiiglis, tootes kuni 12 tolli (300 mm) läbimõõduga aksiaalsümmeetrilisi kristalle. See seade toetab C/A-tasapinna kristallide orientatsiooni juhtimist, mis võimaldab kasvatada optilise, elektroonilise ja legeeritud safiire (nt Cr³⁺ rubiin, Ti³⁺ tähtsafiir).

XKH pakub terviklikke lahendusi, sealhulgas seadmete kohandamist (2–12-tolliste vahvlite tootmine), protsesside optimeerimist (defektide tihedus <100/cm²) ja tehnilist koolitust, tootes igakuist toodangut üle 5000 vahvli selliste rakenduste jaoks nagu LED-aluspinnad, GaN-epitaksia ja pooljuhtide pakendid.

Saada meile e-kiri

Omadused

Tööpõhimõte

CZ-meetod toimib järgmiste sammude kaupa:
1. Toorainete sulatamine: Kõrge puhtusastmega Al₂O₃ (puhtus >99,999%) sulatatakse iriidiumitiiglis temperatuuril 2050–2100 °C.
2. Seemnekristalli tutvustus: Seemnekristall langetatakse sulasse ja seejärel tõmmatakse seda kiiresti, et moodustada kael (läbimõõt <1 mm) ja kõrvaldada nihestused.
3. Õla moodustumine ja mahu kasv: tõmbamiskiirust vähendatakse 0,2–1 mm/h-ni, suurendades kristalli läbimõõtu järk-järgult sihtsuuruseni (nt 4–12 tolli).
4. Lõõmutamine ja jahutamine: Kristalli jahutatakse kiirusega 0,1–0,5 °C/min, et minimeerida termilisest pingest tingitud pragunemist.
5. Ühilduvad kristallitüübid:
Elektrooniline klass: pooljuhtide aluspinnad (TTV <5 μm)
Optiline klass: UV-laseraknad (läbilaskvus >90% 200 nm juures)
Legeeritud variandid: rubiin (Cr³⁺ kontsentratsioon 0,01–0,5 massiprotsenti), sinine safiirtoru

Põhisüsteemi komponendid

1. Sulamissüsteem
Iriidiumi tiigel: vastupidav temperatuurile 2300 °C, korrosioonikindel, ühildub suurte sulamitega (100–400 kg).
Induktsioonkütte ahi: mitmetsooniline sõltumatu temperatuuri reguleerimine (±0,5 °C), optimeeritud termilised gradiendid.

2. Tõmbamis- ja pöörlemissüsteem
Ülitäpne servomootor: tõmberesolutsioon 0,01 mm/h, pöörlemiskontsentrilisus <0,01 mm.
Magnetiline vedelikutihend: kontaktivaba ülekanne pideva kasvu jaoks (>72 tundi).

3. Termokontrollisüsteem
PID-suletud ahelaga juhtimine: reaalajas võimsuse reguleerimine (50–200 kW) termilise välja stabiliseerimiseks.
Inertgaasi kaitse: Ar/N₂ segu (puhtus 99,999%) oksüdeerumise vältimiseks.

4. Automatiseerimine ja jälgimine
CCD läbimõõdu jälgimine: reaalajas tagasiside (täpsus ±0,01 mm).
Infrapuna termograafia: Jälgib tahke-vedeliku piirpinna morfoloogiat.

CZ vs. KY meetodite võrdlus

Parameeter	CZ meetod	KY meetod
Maksimaalne kristalli suurus	12 tolli (300 mm)	400 mm (pirnikujuline valuplokk)
Defektide tihedus	<100/cm²	<50/cm²
Kasvumäär	0,5–5 mm/h	0,1–2 mm/h
Energiatarve	50–80 kWh/kg	80–120 kWh/kg
Rakendused	LED-aluspinnad, GaN-epitaksia	Optilised aknad, suured valuplokid
Maksumus	Mõõdukas (suur investeering seadmetesse)	Kõrge (keerukas protsess)

Peamised rakendused

1. Pooljuhtide tööstus
GaN epitaksiaalsed aluspinnad: 2–8-tollised vahvlid (TTV <10 μm) mikro-LED-ide ja laserdioodide jaoks.
SOI vahvlid: pinna karedus <0,2 nm 3D-integreeritud kiipide puhul.

2. Optoelektroonika
UV-laserklaasid: taluvad litograafiaoptika puhul võimsustihedust 200 W/cm².
Infrapunakomponendid: neeldumistegur <10⁻³ cm⁻¹ termokaamerate puhul.

3. Tarbeelektroonika
Nutitelefoni kaamerakatted: Mohsi kõvadus 9, 10× parem kriimustuskindlus.
Nutikella ekraanid: paksus 0,3–0,5 mm, läbilaskvus >92%.

4. Kaitse- ja lennundustööstus
Tuumareaktori aknad: kiirgustaluvus kuni 10¹⁶ n/cm².
Suure võimsusega laserpeeglid: termiline deformatsioon <λ/20@1064 nm.

XKH teenused

1. Seadmete kohandamine
Skaleeritav kambri disain: Φ200–400 mm konfiguratsioonid 2–12-tolliste vahvlite tootmiseks.
Dopingu paindlikkus: toetab haruldaste muldmetallide (Er/Yb) ja siirdemetallide (Ti/Cr) dopeerimist kohandatud optoelektrooniliste omaduste saavutamiseks.

2. Täielik tugi
Protsessi optimeerimine: Eelvalideeritud retseptid (50+) LED-ide, raadiosageduslike seadmete ja kiirguskindlate komponentide jaoks.
Globaalne teenindusvõrgustik: 24/7 kaugdiagnostika ja kohapealne hooldus 24-kuulise garantiiga.

3. Allavoolu töötlemine
Vahvlite valmistamine: 2–12-tolliste vahvlite (C/A-tasapind) viilutamine, lihvimine ja poleerimine.
Lisandväärtusega tooted:
Optilised komponendid: UV/IR-aknad (paksusega 0,5–50 mm).
Ehtekvaliteediga materjalid: Cr³⁺ rubiin (GIA-sertifitseeritud), Ti³⁺ tähtsafiir.

4. Tehniline juhtimine
Sertifikaadid: EMI-nõuetele vastavad vahvlid.
Patendid: CZ meetodi innovatsiooni põhipatendid.

Kokkuvõte

CZ-meetodil valmistatud seadmed pakuvad suuremõõtmelist ühilduvust, ülimadalat defektide määra ja kõrget protsessi stabiilsust, muutes need LED-, pooljuhtide ja kaitserakenduste valdkonna etaloniks. XKH pakub igakülgset tuge alates seadmete juurutamisest kuni järeltöötlemiseni, võimaldades klientidel saavutada kulutõhusat ja suure jõudlusega safiirkristallide tootmist.