Печь для выращивания кристаллов сапфира Метод Киропулоса для производства сапфировых пластин и оптических окон

Печь для выращивания кристаллов сапфира Метод Киропулоса KY для производства сапфировых пластин и оптических окон Главное изображение

Краткое описание:

Это оборудование для выращивания кристаллов сапфира использует ведущий в мире метод Киропулоса (KY), специально разработанный для выращивания монокристаллов сапфира большого диаметра с низким содержанием дефектов. Метод KY обеспечивает точный контроль вытягивания затравочного кристалла, скорости вращения и температурных градиентов, позволяя выращивать кристаллы сапфира диаметром до 12 дюймов (300 мм) при высоких температурах (2000–2200 °C). Системы метода KY компании XKH широко используются в промышленном производстве 2–12-дюймовых пластин сапфира C/A-плоскости и оптических окон, достигая ежемесячного объема производства 20 единиц. Оборудование поддерживает процессы легирования (например, легирование Cr³⁰ для синтеза рубина) и обеспечивает качество кристалла с:

Плотность дислокаций <100/см²

Коэффициент пропускания >85% при 400–5500 нм

Напишите нам письмо

Функции

Принцип работы

Основной принцип метода KY заключается в плавлении высокочистого сырья Al₂O₃ в вольфрамовом/молибденовом тигле при температуре 2050°C. Затравочный кристалл опускается в расплав, после чего осуществляется контролируемое извлечение (0,5–10 мм/ч) и вращение (0,5–20 об/мин) для достижения направленного роста монокристаллов α-Al₂O₃. Основные характеристики включают:

• Крупногабаритные кристаллы (макс. Φ400 мм × 500 мм)
• Оптический сапфир с низким уровнем напряжений (искажение волнового фронта <λ/8 при 633 нм)
• Легированные кристаллы (например, легирование Ti³⁰ для звездчатого сапфира)

Основные компоненты системы

1. Высокотемпературная плавильная система
• Композитный тигель из вольфрамо-молибдена (макс. температура 2300°C)
• Многозонный графитовый нагреватель (регулировка температуры ±0,5°C)

2. Система выращивания кристаллов
• Сервоприводной механизм вытягивания (точность ±0,01 мм)
• Магнитно-жидкостное роторное уплотнение (плавная регулировка скорости 0–30 об/мин)

3. Управление тепловым полем
• 5-зонный независимый контроль температуры (1800–2200°C)
• Регулируемый тепловой экран (градиент ±2°C/см)
• Система вакуума и атмосферы
• 10⁻⁴ Па высокий вакуум
• Управление смешанным газом Ar/N₂/H₂

4. Интеллектуальный мониторинг
• Контроль диаметра кристалла в реальном времени с помощью ПЗС-матрицы
• Многоспектральное определение уровня расплава

Сравнение методов KY и CZ

Параметр	Метод KY	Метод CZ
Макс. размер кристалла	Φ400 мм	Φ200 мм
Темпы роста	5–15 мм/ч	20–50 мм/ч
Плотность дефектов	<100/см²	500–1000/см²
Потребление энергии	80–120 кВтч/кг	50–80 кВтч/кг
Типичные применения	Оптические окна/большие пластины	Светодиодные подложки/ювелирные изделия

Ключевые приложения

1. Оптоэлектронные окна
• Военные ИК-купола (пропускание >85% при 3–5 мкм)
• Окна УФ-лазера (выдерживают плотность мощности 200 Вт/см²)

2. Полупроводниковые подложки
• Эпитаксиальные пластины GaN (2–8 дюймов, TTV <10 мкм)
• Подложки SOI (шероховатость поверхности <0,2 нм)

3. Бытовая электроника
• Защитное стекло камеры смартфона (твердость по шкале Мооса 9)
• Дисплеи смарт-часов (устойчивость к царапинам в 10 раз выше)

4. Специализированные материалы
• Высокочистая ИК-оптика (коэффициент поглощения <10⁻³ см⁻¹)
• Окна наблюдения за ядерным реактором (радиационная устойчивость: 10¹⁶ н/см²)

Преимущества оборудования для выращивания кристаллов сапфира Kyropoulos (KY)

Оборудование для выращивания сапфировых кристаллов на основе метода Киропулоса (Кентукки) предлагает непревзойденные технические преимущества, позиционируя его как передовое решение для промышленного производства. Основные преимущества включают:

1. Возможность работы с изделиями большого диаметра: возможность выращивания кристаллов сапфира диаметром до 12 дюймов (300 мм), что позволяет производить пластины и оптические компоненты с высокой производительностью для современных применений, таких как эпитаксия GaN и окна военного назначения.

2. Сверхнизкая плотность дефектов: достигается плотность дислокаций <100/см² за счет оптимизированной конструкции теплового поля и точного контроля градиента температуры, что обеспечивает превосходную целостность кристаллов для оптоэлектронных устройств.

3. Высококачественные оптические характеристики: обеспечивает пропускание >85% в видимом и инфракрасном спектрах (400–5500 нм), что критически важно для окон УФ-лазеров и инфракрасной оптики.

4. Расширенная автоматизация: оснащена сервоприводными тяговыми механизмами (точность ±0,01 мм) и магнитно-жидкостными вращающимися уплотнениями (плавное регулирование 0–30 об/мин), что сводит к минимуму вмешательство человека и повышает стабильность.

5. Гибкие возможности легирования: поддержка настройки с помощью легирующих примесей, таких как Cr³⁰ (для рубина) и Ti³⁰ (для звездчатого сапфира), что позволяет удовлетворить потребности нишевых рынков в оптоэлектронике и ювелирных изделиях.

6. Энергоэффективность: оптимизированная теплоизоляция (вольфрамо-молибденовый тигель) снижает потребление энергии до 80–120 кВт·ч/кг, что сопоставимо с альтернативными методами выращивания.

7. Масштабируемое производство: обеспечивает ежемесячный выпуск более 5000 пластин с короткими циклами (8–10 дней для кристаллов весом 30–40 кг), что подтверждено более чем 200 установками по всему миру.

8. Прочность военного уровня: конструкция устойчива к радиации и материалы термостойкие (выдерживают 10¹⁶ Н/см²), что необходимо для применения в аэрокосмической и ядерной промышленности.
Эти инновации укрепляют позиции метода KY как золотого стандарта для производства высокопроизводительных сапфировых кристаллов, способствуя прогрессу в области связи 5G, квантовых вычислений и оборонных технологий.

XKH Услуги

XKH предоставляет комплексные готовые решения для систем роста кристаллов сапфира, охватывающие установку, оптимизацию процесса и обучение персонала для обеспечения бесшовной операционной интеграции. Мы поставляем предварительно проверенные рецепты роста (более 50), адаптированные к различным промышленным потребностям, что значительно сокращает время НИОКР для клиентов. Для специализированных приложений услуги по индивидуальной разработке позволяют настраивать полости (Φ200–400 мм) и усовершенствованные системы легирования (Cr/Ti/Ni), поддерживая высокопроизводительные оптические компоненты и радиационно-стойкие материалы.

Услуги с добавленной стоимостью включают обработку после роста, такую как нарезка, шлифовка и полировка, дополняемую полным спектром сапфировых продуктов, таких как пластины, трубки и заготовки драгоценных камней. Эти предложения обслуживают секторы от бытовой электроники до аэрокосмической промышленности. Наша техническая поддержка гарантирует 24-месячную гарантию и удаленную диагностику в реальном времени, что обеспечивает минимальное время простоя и постоянную эффективность производства.