Safirbarrevekstutstyr Czochralski CZ-metode for å produsere 2-12-tommers safirskiver

Utstyr for vekst av safirbarrer Czochralski CZ-metode for produksjon av 2-12-tommers safirskiver Utvalgt bilde

Kort beskrivelse:

Utstyr for vekst av safirbarrer (Czochralski-metoden) er et banebrytende system utviklet for vekst av safirkrystaller med høy renhet og lav defekt. Czochralski (CZ)-metoden muliggjør presis kontroll av trekkhastigheten til frøkrystallene (0,5–5 mm/t), rotasjonshastigheten (5–30 o/min) og temperaturgradientene i en iridiumdigel, og produserer aksesymmetriske krystaller opptil 300 mm i diameter. Dette utstyret støtter kontroll av C/A-plankrystallorientering, noe som muliggjør vekst av safirer av optisk, elektronisk og dopet kvalitet (f.eks. Cr³⁺-rubin, Ti³⁺-stjernesafir).

XKH tilbyr komplette løsninger, inkludert tilpasning av utstyr (2–12-tommers waferproduksjon), prosessoptimalisering (defekttetthet <100/cm²) og teknisk opplæring, med en månedlig produksjon på over 5000 wafere for applikasjoner som LED-substrater, GaN-epitaksi og halvlederpakking.

Send e-post til oss

Funksjoner

Arbeidsprinsipp

CZ-metoden fungerer gjennom følgende trinn:
1. Smelting av råvarer: Høyrent Al₂O₃ (renhet >99,999 %) smeltes i en iridiumdigel ved 2050–2100 °C.
2. Innføring av frøkrystall: En frøkrystall senkes ned i smelten, etterfulgt av rask trekking for å danne en hals (diameter <1 mm) for å eliminere forskyvninger.
3. Skulderdannelse og bulkvekst: Trekkhastigheten reduseres til 0,2–1 mm/t, og krystalldiameteren utvides gradvis til målstørrelsen (f.eks. 4–12 tommer).
4. Gløding og avkjøling: Krystallen avkjøles med 0,1–0,5 °C/min for å minimere sprekkdannelser forårsaket av termisk stress.
5. Kompatible krystalltyper:
Elektronisk kvalitet: Halvledersubstrater (TTV <5 μm)
Optisk kvalitet: UV-laservinduer (transmittans >90 % ved 200 nm)
Dopede varianter: Rubin (Cr³⁺-konsentrasjon 0,01–0,5 vekt%), blå safirrør

Kjernesystemkomponenter

1. Smeltesystem
Iridium-digel: Motstandsdyktig mot 2300 °C, korrosjonsbestandig, kompatibel med store smelter (100–400 kg).
Induksjonsvarmeovn: Uavhengig temperaturkontroll med flere soner (±0,5 °C), optimaliserte termiske gradienter.

2. Trekk- og rotasjonssystem
Høypresisjons servomotor: Trekkoppløsning 0,01 mm/t, rotasjonskonsentrisitet <0,01 mm.
Magnetisk væsketetning: Kontaktløs overføring for kontinuerlig vekst (>72 timer).

3. Termisk kontrollsystem
PID-lukket sløyfekontroll: Effektjustering i sanntid (50–200 kW) for å stabilisere det termiske feltet.
Beskyttelse mot inert gass: Ar/N₂-blanding (99,999 % renhet) for å forhindre oksidasjon.

4. Automatisering og overvåking
CCD-diameterovervåking: Tilbakemelding i sanntid (nøyaktighet ±0,01 mm).
Infrarød termografi: Overvåker morfologien til grensesnittet mellom fast og væske.

CZ vs. KY-metodesammenligning

Parameter	CZ-metoden	KY-metoden
Maks. krystallstørrelse	12 tommer (300 mm)	400 mm (pæreformet barre)
Feiltetthet	<100/cm²	<50/cm²
Vekstrate	0,5–5 mm/t	0,1–2 mm/t
Energiforbruk	50–80 kWh/kg	80–120 kWh/kg
Applikasjoner	LED-substrater, GaN-epitaksi	Optiske vinduer, store barrer
Kostnad	Moderat (høy utstyrsinvestering)	Høy (kompleks prosess)

Viktige applikasjoner

1. Halvlederindustri
GaN epitaksiale substrater: 2–8-tommers wafere (TTV <10 μm) for mikro-LED-er og laserdioder.
SOI-wafere: Overflateruhet <0,2 nm for 3D-integrerte brikker.

2. Optoelektronikk
UV-laservinduer: Tåler en effekttetthet på 200 W/cm² for litografioptikk.
Infrarøde komponenter: Absorpsjonskoeffisient <10⁻³ cm⁻¹ for termisk avbildning.

3. Forbrukerelektronikk
Deksel til smarttelefonkamera: Mohs-hardhet 9, 10 ganger forbedret ripebestandighet.
Smartklokkeskjermer: Tykkelse 0,3–0,5 mm, transmittans >92 %.

4. Forsvar og romfart
Atomreaktorvinduer: Strålingstoleranse opptil 10¹⁶ n/cm².
Høyeffektslaserspeil: Termisk deformasjon <λ/20@1064 nm.

XKHs tjenester

1. Tilpasning av utstyr
Skalerbar kammerdesign: Konfigurasjoner på Φ200–400 mm for waferproduksjon på 2–12 tommers.
Dopingfleksibilitet: Støtter doping av sjeldne jordarter (Er/Yb) og overgangsmetaller (Ti/Cr) for skreddersydde optoelektroniske egenskaper.

2. Ende-til-ende-støtte
Prosessoptimalisering: Forhåndsvaliderte oppskrifter (50+) for LED, RF-enheter og strålingsherdede komponenter.
Globalt servicenettverk: Fjerndiagnostikk og vedlikehold på stedet døgnet rundt med 24 måneders garanti.

3. Nedstrøms prosessering
Waferfabrikasjon: Skiving, sliping og polering av wafere på 2–12 tommers (C/A-plan).
Verdiskapende produkter:
Optiske komponenter: UV/IR-vinduer (0,5–50 mm tykkelse).
Materialer i smykkekvalitet: Cr³⁺ rubin (GIA-sertifisert), Ti³⁺ stjernesafir.

4. Teknisk lederskap
Sertifiseringer: EMI-kompatible wafere.
Patenter: Kjernepatenter innen CZ-metodeinnovasjon.

Konklusjon

CZ-metodeutstyret gir kompatibilitet med store dimensjoner, ultralave defektrater og høy prosesstabilitet, noe som gjør det til bransjestandarden for LED-, halvleder- og forsvarsapplikasjoner. XKH tilbyr omfattende støtte fra utstyrsdistribusjon til etterbehandling, slik at kundene kan oppnå kostnadseffektiv safirkrystallproduksjon med høy ytelse.