معدات نمو سبائك الياقوت - طريقة Czochralski CZ لإنتاج رقائق الياقوت بقياس 2 بوصة إلى 12 بوصة

معدات نمو سبائك الياقوت، طريقة تشوخرالسكي تشوكرالسكي لإنتاج رقائق الياقوت بقياس 2-12 بوصة، صورة مميزة

وصف مختصر:

جهاز نمو سبائك الياقوت (طريقة تشوكرالسكي) هو نظام متطور مصمم لنمو بلورة واحدة من الياقوت عالي النقاء ومنخفض العيوب. تتيح طريقة تشوكرالسكي (CZ) التحكم الدقيق في سرعة سحب بلورة البذرة (0.5-5 مم/ساعة)، ومعدل الدوران (5-30 دورة في الدقيقة)، وتدرجات الحرارة في بوتقة إيريديوم، مما ينتج بلورات متماثلة المحور يصل قطرها إلى 12 بوصة (300 مم). يدعم هذا الجهاز التحكم في اتجاه البلورة على المستويين C/A، مما يتيح نمو الياقوت البصري والإلكتروني والمُشَبَّب (مثل ياقوت Cr³⁺، وياقوت نجمي Ti³⁺).

تقدم شركة XKH حلولاً شاملة، بما في ذلك تخصيص المعدات (إنتاج رقائق بحجم 2-12 بوصة)، وتحسين العمليات (كثافة العيوب <100/سم²)، والتدريب الفني، مع إنتاج شهري يزيد عن 5000 رقاقة لتطبيقات مثل ركائز LED، وطبقة GaN، وتغليف أشباه الموصلات.

أرسل لنا بريدًا إلكترونيًا

سمات

مبدأ العمل

تعمل طريقة CZ من خلال الخطوات التالية:
1. صهر المواد الخام: يتم صهر Al₂O₃ عالي النقاء (نقاء >99.999%) في بوتقة إيريديوم عند درجة حرارة تتراوح بين 2050 و2100 درجة مئوية.
2. مقدمة عن بلورة البذرة: يتم إنزال بلورة البذرة في المصهور، ثم يتم سحبها بسرعة لتشكيل عنق (قطر <1 مم) للقضاء على الخلع.
3. تكوين الكتف والنمو الشامل: يتم تقليل سرعة السحب إلى 0.2-1 مم/ساعة، مما يؤدي إلى توسيع قطر البلورة تدريجيًا إلى الحجم المستهدف (على سبيل المثال، 4-12 بوصة).
4. التلدين والتبريد: يتم تبريد البلورة عند 0.1–0.5 درجة مئوية/دقيقة لتقليل التشقق الناتج عن الإجهاد الحراري.
5. أنواع الكريستال المتوافقة:
الدرجة الإلكترونية: ركائز أشباه الموصلات (TTV <5 ميكرومتر)
الدرجة البصرية: نوافذ ليزر الأشعة فوق البنفسجية (نفاذية >90% عند 200 نانومتر)
المتغيرات المخدرة: الياقوت (تركيز Cr³⁺ 0.01–0.5٪ وزنيًا)، أنابيب الياقوت الأزرق

مكونات النظام الأساسية

1. نظام الصهر
بوتقة الإيريديوم: مقاومة حتى 2300 درجة مئوية، ومقاومة للتآكل، ومتوافقة مع المصهورات الكبيرة (100-400 كجم).
فرن التسخين الحثي: التحكم في درجة الحرارة بشكل مستقل متعدد المناطق (±0.5 درجة مئوية)، وتدرجات حرارية محسنة.

2. نظام السحب والدوران
محرك سيرفو عالي الدقة: دقة السحب 0.01 مم/ساعة، مركزية الدوران <0.01 مم.
ختم السائل المغناطيسي: نقل غير تلامسي للنمو المستمر (>72 ساعة).

3. نظام التحكم الحراري
التحكم في الحلقة المغلقة PID: ضبط الطاقة في الوقت الفعلي (50-200 كيلو وات) لتثبيت المجال الحراري.
حماية الغاز الخامل: خليط Ar/N₂ (نقاء 99.999%) لمنع الأكسدة.

4. الأتمتة والمراقبة
مراقبة قطر CCD: ردود الفعل في الوقت الحقيقي (دقة ± 0.01 مم).
التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء: يراقب شكل واجهة المواد الصلبة والسائلة.

مقارنة بين طريقة CZ وطريقة KY

المعلمة	طريقة CZ	طريقة كي واي
الحد الأقصى لحجم البلورة	12 بوصة (300 ملم)	400 مم (سبائك على شكل كمثرى)
كثافة العيوب	<100/سم²	<50/سم²
معدل النمو	0.5–5 مم/ساعة	0.1–2 مم/ساعة
استهلاك الطاقة	50–80 كيلوواط ساعة/كجم	80–120 كيلوواط ساعة/كجم
التطبيقات	ركائز LED، طبقة GaN	النوافذ البصرية، السبائك الكبيرة
التكلفة	متوسط (استثمار كبير في المعدات)	عالية (عملية معقدة)

التطبيقات الرئيسية

1. صناعة أشباه الموصلات
ركائز GaN الفوقية: 2–8 بوصة من الرقائق (TTV <10 ميكرومتر) لمصابيح Micro-LED وثنائيات الليزر.
رقائق SOI: خشونة السطح <0.2 نانومتر للرقائق المتكاملة ثلاثية الأبعاد.

2. الإلكترونيات الضوئية
نوافذ الليزر فوق البنفسجية: تتحمل كثافة طاقة تبلغ 200 واط/سم² لبصريات الطباعة الحجرية.
مكونات الأشعة تحت الحمراء: معامل الامتصاص <10⁻³ سم⁻¹ للتصوير الحراري.

3. الإلكترونيات الاستهلاكية
أغطية كاميرا الهاتف الذكي: صلابة موس 9، 10 × تحسين مقاومة الخدش.
شاشات الساعات الذكية: السُمك 0.3–0.5 مم، النفاذية >92%.

4. الدفاع والفضاء
نوافذ المفاعل النووي: تحمل الإشعاع يصل إلى 10¹⁶ نيوتن/سم².
مرايا الليزر عالية القدرة: التشوه الحراري <λ/20@1064 نانومتر.

خدمات XKH

1. تخصيص المعدات
تصميم غرفة قابلة للتطوير: تكوينات Φ200–400 مم لإنتاج رقائق مقاس 2–12 بوصة.
مرونة التنشيط: تدعم تنشيط المعادن النادرة (Er/Yb) والمعادن الانتقالية (Ti/Cr) للحصول على خصائص بصرية إلكترونية مصممة خصيصًا.

2. الدعم الشامل
تحسين العملية: وصفات معتمدة مسبقًا (أكثر من 50) لأجهزة LED وأجهزة RF والمكونات المقاومة للإشعاع.
شبكة الخدمة العالمية: التشخيص عن بعد على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع والصيانة في الموقع مع ضمان لمدة 24 شهرًا.

3. المعالجة اللاحقة
تصنيع الرقاقات: التقطيع والطحن والتلميع لرقاقات مقاس 2–12 بوصة (مستوى C/A).
المنتجات ذات القيمة المضافة:
المكونات البصرية: نوافذ الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء (سمك 0.5-50 مم).
مواد ذات جودة المجوهرات: ياقوت Cr³⁺ (معتمد من GIA)، ياقوت نجمي Ti³⁺.

4. القيادة التقنية
الشهادات: رقائق متوافقة مع EMI.
براءات الاختراع: براءات الاختراع الأساسية في ابتكار طريقة CZ.

خاتمة

تتميز معدات طريقة CZ بتوافقها مع الأبعاد الكبيرة، ومعدلات عيوبها المنخفضة للغاية، واستقرارها العالي في العملية، مما يجعلها معيارًا صناعيًا رائدًا في تطبيقات LED وأشباه الموصلات والدفاع. تقدم XKH دعمًا شاملًا، بدءًا من نشر المعدات وحتى معالجة ما بعد النمو، مما يُمكّن العملاء من تحقيق إنتاج عالي الأداء ومنخفض التكلفة لبلورات الياقوت.