Оборудование для выращивания слитков сапфира Метод Чохральского CZ для производства 2-12-дюймовых сапфировых пластин

Краткое описание:

Оборудование для выращивания слитков сапфира (метод Чохральского) ...

XKH предлагает комплексные решения, включая настройку оборудования (производство пластин размером 2–12 дюймов), оптимизацию процесса (плотность дефектов <100/см²) и техническое обучение, с ежемесячным объемом производства более 5000 пластин для таких применений, как светодиодные подложки, эпитаксия GaN и корпусирование полупроводников.

Напишите нам письмо

Функции

Принцип работы

Метод CZ работает следующим образом:
1. Плавка сырья: Al₂O₃ высокой чистоты (чистота >99,999%) плавится в иридиевом тигле при температуре 2050–2100 °C.
2. Введение затравочного кристалла: затравочный кристалл опускается в расплав, после чего его быстро вытягивают для формирования шейки (диаметром <1 мм) для устранения дислокаций.
3. Формирование уступа и рост объема: Скорость вытягивания снижается до 0,2–1 мм/ч, постепенно увеличивая диаметр кристалла до целевого размера (например, 4–12 дюймов).
4. Отжиг и охлаждение: кристалл охлаждают со скоростью 0,1–0,5 °C/мин, чтобы свести к минимуму растрескивание, вызванное термическим напряжением.
5. Совместимые типы кристаллов:
Электронный класс: полупроводниковые подложки (TTV <5 мкм)
Оптический класс: окна УФ-лазера (пропускание >90% при 200 нм)
Легированные варианты: рубин (концентрация Cr³⁺ 0,01–0,5 мас.%), трубка из синего сапфира

Основные компоненты системы

1. Система плавления
Иридиевый тигель: устойчив к температуре до 2300°C, устойчив к коррозии, совместим с большими расплавами (100–400 кг).
Печь индукционного нагрева: многозонный независимый контроль температуры (±0,5°C), оптимизированные температурные градиенты.

2. Система вытягивания и вращения
Высокоточный серводвигатель: разрешение тяги 0,01 мм/ч, концентричность вращения <0,01 мм.
Магнитно-жидкостное уплотнение: бесконтактная передача для непрерывного роста (>72 часов).

3. Система терморегулирования
ПИД-регулирование с обратной связью: регулировка мощности в реальном времени (50–200 кВт) для стабилизации теплового поля.
Защита инертным газом: смесь Ar/N₂ (чистота 99,999%) для предотвращения окисления.

4. Автоматизация и мониторинг
Контроль диаметра ПЗС: обратная связь в реальном времени (точность ±0,01 мм).
Инфракрасная термография: контролирует морфологию поверхности раздела твердое тело-жидкость.

Сравнение методов CZ и KY

Параметр	Метод CZ	Метод KY
Макс. размер кристалла	12 дюймов (300 мм)	400 мм (грушевидный слиток)
Плотность дефектов	<100/см²	<50/см²
Темпы роста	0,5–5 мм/ч	0,1–2 мм/ч
Потребление энергии	50–80 кВтч/кг	80–120 кВтч/кг
Приложения	Светодиодные подложки, эпитаксия GaN	Оптические окна, крупные слитки
Стоимость	Умеренный (большие инвестиции в оборудование)	Высокий (сложный процесс)

Ключевые приложения

1. Полупроводниковая промышленность
Эпитаксиальные подложки GaN: пластины размером 2–8 дюймов (TTV <10 мкм) для микросветодиодов и лазерных диодов.
Кристаллы SOI: шероховатость поверхности <0,2 нм для 3D-интегрированных чипов.

2. Оптоэлектроника
Окна УФ-лазера: выдерживают плотность мощности 200 Вт/см² для литографической оптики.
Инфракрасные компоненты: Коэффициент поглощения <10⁻³ см⁻¹ для тепловидения.

3. Бытовая электроника
Чехлы для камер смартфонов: твердость по шкале Мооса 9, 10-кратное повышение устойчивости к царапинам.
Дисплеи смарт-часов: толщина 0,3–0,5 мм, светопропускание >92%.

4. Оборона и аэрокосмическая промышленность
Окна ядерного реактора: устойчивость к радиации до 10¹⁶ н/см².
Мощные лазерные зеркала: Тепловая деформация <λ/20@1064 нм.

Услуги XKH

1. Индивидуальная настройка оборудования
Масштабируемая конструкция камеры: конфигурации Φ200–400 мм для производства пластин размером 2–12 дюймов.
Гибкость легирования: поддерживает легирование редкоземельными (Er/Yb) и переходными металлами (Ti/Cr) для получения индивидуальных оптоэлектронных свойств.

2. Комплексная поддержка
Оптимизация процесса: предварительно проверенные рецепты (более 50) для светодиодов, радиочастотных устройств и радиационно-стойких компонентов.
Глобальная сервисная сеть: круглосуточная удаленная диагностика и обслуживание на месте с гарантией 24 месяца.

3. Последующая обработка
Изготовление пластин: резка, шлифовка и полировка пластин размером 2–12 дюймов (плоскость C/A).
Продукты с добавленной стоимостью:
Оптические компоненты: УФ/ИК окна (толщина 0,5–50 мм).
Материалы ювелирного качества: рубин Cr³⁺ (сертифицирован GIA), звездчатый сапфир Ti³⁺.

4. Техническое руководство
Сертификации: пластины, соответствующие требованиям по электромагнитным помехам.
Патенты: Основные патенты на инновационный метод CZ.

Заключение

Оборудование метода CZ обеспечивает совместимость с большими размерами, сверхнизкий уровень дефектов и высокую стабильность процесса, что делает его отраслевым эталоном для светодиодных, полупроводниковых и оборонных приложений. XKH предоставляет комплексную поддержку от развертывания оборудования до постростовой обработки, позволяя клиентам добиться экономически эффективного и высокопроизводительного производства сапфировых кристаллов.