Safirbarrevækstudstyr Czochralski CZ-metode til fremstilling af 2-12 tommer safirwafere

Udstyr til vækst af safirbarrer Czochralski CZ-metode til fremstilling af 2-12 tommer safirwafere Fremhævet billede

Kort beskrivelse:

Udstyr til vækst af safirbarrer (Czochralski-metoden) er et banebrydende system designet til vækst af safir-enkeltkrystal med høj renhed og lav defekt. Czochralski (CZ)-metoden muliggør præcis kontrol af kimkrystallens trækhastighed (0,5-5 mm/t), rotationshastighed (5-30 o/min) og temperaturgradienter i en iridiumdigel, hvilket producerer aksesymmetriske krystaller med en diameter på op til 300 mm. Dette udstyr understøtter kontrol af C/A-plan krystalorientering, hvilket muliggør vækst af safirer af optisk, elektronisk og doteret kvalitet (f.eks. Cr³⁺ rubin, Ti³⁺ stjernesafir).

XKH leverer komplette løsninger, herunder tilpasning af udstyr (2-12-tommer waferproduktion), procesoptimering (defektdensitet <100/cm²) og teknisk træning, med en månedlig produktion på over 5.000 wafere til applikationer som LED-substrater, GaN-epitaksi og halvlederpakning.

Send e-mail til os

Funktioner

Arbejdsprincip

CZ-metoden fungerer gennem følgende trin:
1. Smeltning af råmaterialer: Højrent Al₂O₃ (renhed >99,999%) smeltes i en iridiumdigel ved 2050-2100°C.
2. Introduktion af podekrystal: En podekrystal sænkes ned i smelten, efterfulgt af hurtig trækning for at danne en hals (diameter <1 mm) for at eliminere forskydninger.
3. Skulderdannelse og bulkvækst: Trækhastigheden reduceres til 0,2-1 mm/t, hvorved krystaldiameteren gradvist udvides til målstørrelsen (f.eks. 4-12 tommer).
4. Udglødning og afkøling: Krystallen afkøles med 0,1-0,5 °C/min for at minimere revnedannelse forårsaget af termisk stress.
5. Kompatible krystaltyper:
Elektronisk kvalitet: Halvledersubstrater (TTV <5 μm)
Optisk kvalitet: UV-laservinduer (transmittans >90%@200 nm)
Dopede varianter: Rubin (Cr³⁺-koncentration 0,01–0,5 vægt%), blå safirrør

Kernesystemkomponenter

1. Smeltesystem
Iridium-digel: Modstandsdygtig over for 2300 °C, korrosionsbestandig, kompatibel med store smelter (100-400 kg).
Induktionsvarmeovn: Uafhængig temperaturkontrol med flere zoner (±0,5 °C), optimerede termiske gradienter.

2. Træk- og rotationssystem
Højpræcisions servomotor: Trækopløsning 0,01 mm/t, rotationskoncentricitet <0,01 mm.
Magnetisk væsketætning: Kontaktløs transmission for kontinuerlig vækst (>72 timer).

3. Termisk kontrolsystem
PID-lukket sløjfestyring: Effektjustering i realtid (50-200 kW) for at stabilisere det termiske felt.
Beskyttelse mod inert gas: Ar/N₂-blanding (99,999 % renhed) for at forhindre oxidation.

4. Automatisering og overvågning
CCD-diameterovervågning: Feedback i realtid (nøjagtighed ±0,01 mm).
Infrarød termografi: Overvåger morfologien af fast-væske-grænsefladen.

CZ vs. KY metodesammenligning

Parameter	CZ-metoden	KY-metoden
Maksimal krystalstørrelse	12 tommer (300 mm)	400 mm (pæreformet barre)
Defekttæthed	<100/cm²	<50/cm²
Vækstrate	0,5–5 mm/t	0,1–2 mm/t
Energiforbrug	50–80 kWh/kg	80–120 kWh/kg
Anvendelser	LED-substrater, GaN-epitaksi	Optiske vinduer, store barrer
Omkostninger	Moderat (høj investering i udstyr)	Høj (kompleks proces)

Nøgleapplikationer

1. Halvlederindustri
GaN epitaksiale substrater: 2-8-tommer wafere (TTV <10 μm) til mikro-LED'er og laserdioder.
SOI-wafere: Overfladeruhed <0,2 nm for 3D-integrerede chips.

2. Optoelektronik
UV-laservinduer: Modstår en effekttæthed på 200 W/cm² til litografisk optik.
Infrarøde komponenter: Absorptionskoefficient <10⁻³ cm⁻¹ til termisk billeddannelse.

3. Forbrugerelektronik
Smartphone-kameracovers: Mohs-hårdhed 9, 10 gange forbedret ridsefasthed.
Smartwatch-skærme: Tykkelse 0,3-0,5 mm, transmittans >92%.

4. Forsvar og rumfart
Atomreaktorvinduer: Strålingstolerance op til 10¹⁶ n/cm².
Højtydende laserspejle: Termisk deformation <λ/20@1064 nm.

XKH's tjenester

1. Tilpasning af udstyr
Skalerbart kammerdesign: Φ200-400 mm konfigurationer til 2-12-tommer waferproduktion.
Dopingfleksibilitet: Understøtter doping af sjældne jordarter (Er/Yb) og overgangsmetaller (Ti/Cr) for skræddersyede optoelektroniske egenskaber.

2. End-to-End support
Procesoptimering: Prævaliderede opskrifter (50+) til LED, RF-enheder og strålingshærdede komponenter.
Globalt servicenetværk: Fjerndiagnosticering og vedligeholdelse på stedet døgnet rundt med 24 måneders garanti.

3. Nedstrømsbehandling
Waferfremstilling: Skæring, slibning og polering af 2-12-tommer wafers (C/A-plan).
Værdiskabende produkter:
Optiske komponenter: UV/IR-vinduer (0,5-50 mm tykkelse).
Materialer i smykkekvalitet: Cr³⁺ rubin (GIA-certificeret), Ti³⁺ stjernesafir.

4. Teknisk Lederskab
Certificeringer: EMI-kompatible wafere.
Patenter: Kernepatenter inden for CZ-metodeinnovation.

Konklusion

CZ-metodeudstyret leverer kompatibilitet med store dimensioner, ultralave defektrater og høj processtabilitet, hvilket gør det til branchens benchmark for LED-, halvleder- og forsvarsapplikationer. XKH yder omfattende support fra udstyrsimplementering til efterbehandling, hvilket gør det muligt for kunderne at opnå omkostningseffektiv og højtydende safirkrystalproduktion.