Equip de creixement de lingots de safir Mètode Czochralski CZ per a la producció de oblies de safir de 2 a 12 polzades

Descripció breu:

L'equip de creixement de lingots de safir (mètode Czochralski) és un sistema d'avantguarda dissenyat per al creixement de monocristalls de safir d'alta puresa i baix defecte. El mètode Czochralski (CZ) permet un control precís de la velocitat d'extracció del cristall sembra (0,5-5 mm/h), la velocitat de rotació (5-30 rpm) i els gradients de temperatura en un gresol d'iridi, produint cristalls axisimètrics de fins a 12 polzades (300 mm) de diàmetre. Aquest equip admet el control de l'orientació del cristall del pla C/A, permetent el creixement de safir de grau òptic, grau electrònic i dopat (per exemple, robí Cr³⁺, safir estrella Ti³⁺).

XKH ofereix solucions integrals, incloent-hi la personalització d'equips (producció d'oblies de 2 a 12 polzades), l'optimització de processos (densitat de defectes <100/cm²) i la formació tècnica, amb una producció mensual de més de 5.000 oblies per a aplicacions com ara substrats LED, epitaxia de GaN i envasament de semiconductors.

Envia'ns un correu electrònic

Característiques

Principi de funcionament

El mètode CZ funciona mitjançant els passos següents:
1. Fusió de matèries primeres: L'Al₂O₃ d'alta puresa (puresa >99,999%) es fon en un gresol d'iridi a 2050–2100 °C.
2. Introducció del cristall sembra: Es baixa un cristall sembra a la massa fosa i s'estira ràpidament per formar un coll (diàmetre <1 mm) per eliminar les dislocacions.
3. Formació de l'espatlla i creixement massiu: la velocitat d'extracció es redueix a 0,2–1 mm/h, expandint gradualment el diàmetre del cristall fins a la mida objectiu (per exemple, 4–12 polzades).
4. Recuit i refredament: El cristall es refreda a 0,1–0,5 °C/min per minimitzar l'esquerdament induït per la tensió tèrmica.
5. Tipus de cristalls compatibles:
Grau electrònic: substrats semiconductors (TTV <5 μm)
Grau òptic: finestres làser UV (transmitància >90%@200 nm)
Variants dopades: Rubí (concentració de Cr³⁺ 0,01–0,5% en pes), tub de safir blau

Components bàsics del sistema

1. Sistema de fusió
Gresol d'iridi: Resistent a 2300 °C, resistent a la corrosió, compatible amb grans masses foses (100–400 kg).
Forn d'escalfament per inducció: Control de temperatura independent multizona (±0,5 °C), gradients tèrmics optimitzats.

2. Sistema de tracció i rotació
Servomotor d'alta precisió: resolució de tracció 0,01 mm/h, concentricitat rotacional <0,01 mm.
Segell de fluid magnètic: Transmissió sense contacte per a un creixement continu (>72 hores).

3. Sistema de control tèrmic
Control de circuit tancat PID: ajust de potència en temps real (50–200 kW) per estabilitzar el camp tèrmic.
Protecció de gas inert: Mescla d'Ar/N₂ (puresa del 99,999%) per evitar l'oxidació.

4. Automatització i monitorització
Monitorització del diàmetre CCD: Retroalimentació en temps real (precisió ±0,01 mm).
Termografia infraroja: Monitoritza la morfologia de la interfície sòlid-líquid.

Comparació de mètodes CZ vs. KY

Paràmetre	Mètode CZ	Mètode KY
Mida màxima del cristall	12 polzades (300 mm)	400 mm (lingot en forma de pera)
Densitat de defectes	<100/cm²	<50/cm²
Taxa de creixement	0,5–5 mm/h	0,1–2 mm/h
Consum d'energia	50–80 kWh/kg	80–120 kWh/kg
Aplicacions	Substrats LED, epitaxia de GaN	Finestres òptiques, lingots grans
Cost	Moderada (inversió elevada en equipament)	Alt (procés complex)

Aplicacions clau

1. Indústria dels semiconductors
Substrats epitaxials de GaN: oblies de 2 a 8 polzades (TTV <10 μm) per a microLEDs i díodes làser.
Oblies SOI: Rugositat superficial <0,2 nm per a xips integrats en 3D.

2. Optoelectrònica
Finestres làser UV: Suporten una densitat de potència de 200 W/cm² per a òptiques litògrafiques.
Components infrarojos: Coeficient d'absorció <10⁻³ cm⁻¹ per a imatges tèrmiques.

3. Electrònica de consum
Fundes per a càmeres de telèfons intel·ligents: duresa Mohs 9, millora de la resistència a les ratllades de 10×.
Pantalles de rellotge intel·ligent: Gruix 0,3–0,5 mm, transmitància >92%.

4. Defensa i aeroespacial
Finestres de reactor nuclear: Tolerància a la radiació de fins a 10¹⁶ n/cm².
Miralls làser d'alta potència: Deformació tèrmica <λ/20@1064 nm.

Serveis de XKH

1. Personalització d'equips
Disseny de cambra escalable: configuracions de Φ200–400 mm per a la producció de galetes de 2–12 polzades.
Flexibilitat de dopatge: Admet el dopatge de terres rares (Er/Yb) i metalls de transició (Ti/Cr) per a propietats optoelectròniques personalitzades.

2. Suport integral
Optimització de processos: Receptes prevalidades (més de 50) per a LED, dispositius RF i components endurits per radiació.
Xarxa de servei global: diagnòstic remot 24/7 i manteniment in situ amb una garantia de 24 mesos.

3. Processament posterior
Fabricació d'oblies: Tall, mòlta i polit per a oblies de 2 a 12 polzades (pla C/A).
Productes de valor afegit:
Components òptics: Finestres UV/IR (0,5–50 mm de gruix).
Materials de qualitat de joieria: Rubí Cr³⁺ (certificat GIA), safir estrella Ti³⁺.

4. Lideratge tècnic
Certificacions: Oblies compatibles amb EMI.
Patents: Patents bàsiques en la innovació del mètode CZ.

Conclusió

L'equip del mètode CZ ofereix compatibilitat de grans dimensions, taxes de defectes ultrabaixes i una alta estabilitat del procés, convertint-lo en el punt de referència de la indústria per a aplicacions de LED, semiconductors i defensa. XKH ofereix un suport integral des del desplegament de l'equip fins al processament posterior al creixement, permetent als clients aconseguir una producció de cristall de safir rendible i d'alt rendiment.