تجهیزات رشد شمش یاقوت کبود روش Czochralski CZ برای تولید ویفرهای یاقوت کبود 2 تا 12 اینچی

شرح مختصر:

تجهیزات رشد شمش یاقوت کبود (روش چکرالسکی) یک سیستم پیشرفته است که برای رشد تک بلور یاقوت کبود با خلوص بالا و نقص کم طراحی شده است. روش چکرالسکی (CZ) امکان کنترل دقیق سرعت کشش کریستال بذر (0.5-5 میلی متر در ساعت)، سرعت چرخش (5-30 دور در دقیقه) و گرادیان دما را در یک بوته ایریدیوم فراهم می‌کند و کریستال‌های متقارن محوری تا قطر 12 اینچ (300 میلی متر) تولید می‌کند. این تجهیزات از کنترل جهت گیری کریستال در صفحه C/A پشتیبانی می‌کند و امکان رشد یاقوت کبود با درجه نوری، درجه الکترونیکی و آلاییده شده (به عنوان مثال، یاقوت Cr³⁺، یاقوت ستاره‌ای Ti³⁺) را فراهم می‌کند.

XKH با تولید ماهانه بیش از ۵۰۰۰ ویفر برای کاربردهایی مانند زیرلایه‌های LED، اپیتاکسی GaN و بسته‌بندی نیمه‌هادی، راهکارهای جامعی از جمله سفارشی‌سازی تجهیزات (تولید ویفر ۲ تا ۱۲ اینچی)، بهینه‌سازی فرآیند (تراکم نقص کمتر از ۱۰۰ در سانتی‌متر مربع) و آموزش فنی ارائه می‌دهد.

برای ما ایمیل ارسال کنید

ویژگی‌ها

اصل کار

روش CZ از طریق مراحل زیر عمل می‌کند:
۱. ذوب مواد اولیه: Al₂O₃ با خلوص بالا (خلوص >۹۹.۹۹۹%) در یک بوته ایریدیومی در دمای ۲۰۵۰ تا ۲۱۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود.
۲. مقدمه کریستال بذری: یک کریستال بذری به داخل مذاب فرو برده می‌شود و به دنبال آن با کشیدن سریع، یک گردن (با قطر کمتر از ۱ میلی‌متر) تشکیل می‌شود تا نابجایی‌ها از بین بروند.
۳. تشکیل شانه و رشد حجمی: سرعت کشش به ۰.۲ تا ۱ میلی‌متر در ساعت کاهش می‌یابد و به تدریج قطر کریستال به اندازه هدف (مثلاً ۴ تا ۱۲ اینچ) افزایش می‌یابد.
۴. آنیل کردن و خنک کردن: کریستال با سرعت ۰.۱ تا ۰.۵ درجه سانتی‌گراد در دقیقه خنک می‌شود تا ترک‌خوردگی ناشی از تنش حرارتی به حداقل برسد.
۵. انواع کریستال‌های سازگار:
گرید الکترونیکی: زیرلایه‌های نیمه‌هادی (TTV <5 μm)
درجه نوری: پنجره‌های لیزر UV (میزان عبور > 90%@200 نانومتر)
انواع آلاییده شده: یاقوت (غلظت Cr³⁺ 0.01-0.5 درصد وزنی)، لوله یاقوت کبود آبی

اجزای اصلی سیستم

۱. سیستم ذوب
بوته ایریدیوم: مقاوم در برابر دمای ۲۳۰۰ درجه سانتیگراد، مقاوم در برابر خوردگی، سازگار با مذاب‌های بزرگ (۱۰۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم).
کوره القایی: کنترل دمای مستقل چند ناحیه‌ای (±0.5 درجه سانتیگراد)، گرادیان حرارتی بهینه شده.

۲. سیستم کشش و چرخش
سروو موتور با دقت بالا: وضوح کشش 0.01 میلی‌متر بر ساعت، متحدالمرکزی چرخشی <0.01 میلی‌متر.
آب‌بندی مغناطیسی سیال: انتقال غیرتماسی برای رشد مداوم (بیش از ۷۲ ساعت).

۳. سیستم کنترل حرارتی
کنترل حلقه بسته PID: تنظیم توان در لحظه (۵۰ تا ۲۰۰ کیلووات) برای تثبیت میدان حرارتی.
محافظت در برابر گازهای بی‌اثر: مخلوط Ar/N₂ (با خلوص ۹۹.۹۹۹٪) برای جلوگیری از اکسیداسیون.

۴. اتوماسیون و نظارت
نظارت بر قطر CCD: بازخورد بلادرنگ (دقت ±0.01 میلی‌متر).
ترموگرافی مادون قرمز: مورفولوژی سطح مشترک جامد-مایع را رصد می‌کند.

مقایسه روش CZ در مقابل KY

پارامتر	روش CZ	روش KY
حداکثر اندازه کریستال	۱۲ اینچ (۳۰۰ میلی‌متر)	۴۰۰ میلی‌متر (شمش گلابی شکل)
چگالی نقص	<100/سانتی‌متر مربع	<50/سانتی‌متر مربع
نرخ رشد	۰.۵ تا ۵ میلی‌متر در ساعت	۰.۱–۲ میلی‌متر بر ساعت
مصرف انرژی	۵۰–۸۰ کیلووات ساعت بر کیلوگرم	۸۰–۱۲۰ کیلووات ساعت بر کیلوگرم
کاربردها	زیرلایه‌های LED، اپیتاکسی GaN	پنجره‌های نوری، شمش‌های بزرگ
هزینه	متوسط (سرمایه‌گذاری تجهیزات بالا)	زیاد (فرآیند پیچیده)

کاربردهای کلیدی

۱. صنعت نیمه‌هادی
زیرلایه‌های اپیتکسیال GaN: ویفرهای ۲ تا ۸ اینچی (TTV <10 میکرومتر) برای میکرو LEDها و دیودهای لیزری.
ویفرهای SOI: زبری سطح کمتر از 0.2 نانومتر برای تراشه‌های یکپارچه سه‌بعدی.

۲. الکترونیک نوری
پنجره‌های لیزر فرابنفش: تحمل چگالی توان ۲۰۰ وات بر سانتی‌متر مربع برای اپتیک لیتوگرافی.
اجزای مادون قرمز: ضریب جذب کمتر از 10⁻³ سانتی‌متر برای تصویربرداری حرارتی.

۳. لوازم الکترونیکی مصرفی
کاور دوربین گوشی‌های هوشمند: سختی موس ۹، بهبود مقاومت در برابر خراش ۱۰ برابر.
نمایشگرهای ساعت هوشمند: ضخامت ۰.۳ تا ۰.۵ میلی‌متر، ضریب عبور نور >۹۲٪.

۴. دفاع و هوافضا
پنجره‌های رآکتور هسته‌ای: تحمل تابش تا 10¹⁶ n/cm².
آینه‌های لیزر پرقدرت: تغییر شکل حرارتی <λ/20@1064 nm.

خدمات XKH

۱. سفارشی‌سازی تجهیزات
طراحی محفظه مقیاس‌پذیر: پیکربندی‌های Φ200-400 میلی‌متر برای تولید ویفر 2 تا 12 اینچی.
انعطاف‌پذیری در آلایش: از آلایش عناصر خاکی کمیاب (Er/Yb) و فلزات واسطه (Ti/Cr) برای خواص اپتوالکترونیکی سفارشی پشتیبانی می‌کند.

۲. پشتیبانی جامع
بهینه‌سازی فرآیند: دستورالعمل‌های از پیش تأیید شده (بیش از ۵۰) برای دستگاه‌های LED، RF و اجزای سخت‌کاری شده با تابش.
شبکه خدمات جهانی: عیب‌یابی از راه دور و تعمیر و نگهداری در محل به صورت 24 ساعته و 7 روز هفته با گارانتی 24 ماهه.

۳. پردازش پایین‌دستی
ساخت ویفر: برش، سنگ‌زنی و صیقل دادن برای ویفرهای ۲ تا ۱۲ اینچی (صفحه C/A).
محصولات با ارزش افزوده:
قطعات نوری: پنجره‌های UV/IR (ضخامت 0.5 تا 50 میلی‌متر).
مواد درجه جواهر: یاقوت Cr³⁺ (دارای گواهی GIA)، یاقوت کبود ستاره‌ای Ti³⁺.

۴. رهبری فنی
گواهینامه‌ها: ویفرهای سازگار با EMI.
اختراعات: اختراعات اصلی در نوآوری روش CZ.

نتیجه‌گیری

تجهیزات روش CZ سازگاری در ابعاد بزرگ، نرخ نقص بسیار پایین و پایداری بالای فرآیند را ارائه می‌دهند و آن را به معیار صنعت برای کاربردهای LED، نیمه‌هادی و دفاعی تبدیل می‌کنند. XKH پشتیبانی جامعی را از استقرار تجهیزات تا پردازش پس از رشد ارائه می‌دهد و مشتریان را قادر می‌سازد تا به تولید کریستال یاقوت کبود با کارایی بالا و مقرون به صرفه دست یابند.