อุปกรณ์การเจริญเติบโตของแท่งแซฟไฟร์ วิธี Czochralski CZ สำหรับการผลิตเวเฟอร์แซฟไฟร์ขนาด 2-12 นิ้ว

คำอธิบายสั้น ๆ :

อุปกรณ์การเจริญเติบโตของแท่งแซฟไฟร์ (วิธี Czochralski) เป็นระบบล้ำสมัยที่ออกแบบมาสำหรับการเจริญเติบโตของแซฟไฟร์ผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูงและมีข้อบกพร่องต่ำ วิธี Czochralski (CZ) ช่วยให้สามารถควบคุมความเร็วในการดึงผลึกเมล็ด (0.5–5 มม./ชม.) อัตราการหมุน (5–30 รอบต่อนาที) และการไล่ระดับอุณหภูมิในเบ้าหลอมอิริเดียมได้อย่างแม่นยำ ทำให้ผลิตผลึกที่มีแกนสมมาตรที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 12 นิ้ว (300 มม.) อุปกรณ์นี้รองรับการควบคุมทิศทางของผลึกในระนาบ C/A ช่วยให้สามารถเจริญเติบโตของแซฟไฟร์เกรดออปติคอล เกรดอิเล็กทรอนิกส์ และแซฟไฟร์เจือปน (เช่น ทับทิม Cr³⁺ แซฟไฟร์ดาว Ti³⁺)

XKH มอบโซลูชันครบวงจร รวมถึงการปรับแต่งอุปกรณ์ (การผลิตเวเฟอร์ขนาด 2–12 นิ้ว) การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ (ความหนาแน่นของข้อบกพร่อง <100/cm²) และการฝึกอบรมด้านเทคนิค โดยมีผลผลิตเวเฟอร์มากกว่า 5,000 ชิ้นต่อเดือนสำหรับการใช้งาน เช่น ซับสเตรต LED, เอพิแทกซี GaN และการบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์

ส่งอีเมล์ถึงเรา

คุณสมบัติ

หลักการทำงาน

วิธี CZ ดำเนินการผ่านขั้นตอนต่อไปนี้:
1. การหลอมวัตถุดิบ: Al₂O₃ ที่มีความบริสุทธิ์สูง (ความบริสุทธิ์ >99.999%) จะถูกหลอมในเบ้าหลอมอิริเดียมที่อุณหภูมิ 2,050–2,100°C
2. การแนะนำเมล็ดคริสตัล: เมล็ดคริสตัลจะถูกจุ่มลงในของเหลวที่หลอมละลาย ตามด้วยการดึงอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างคอ (เส้นผ่านศูนย์กลาง <1 มม.) เพื่อขจัดการเคลื่อนตัว
3. การสร้างไหล่และการเจริญเติบโตเป็นกลุ่ม: ความเร็วในการดึงลดลงเหลือ 0.2–1 มม./ชม. โดยขยายเส้นผ่านศูนย์กลางผลึกทีละน้อยไปจนถึงขนาดเป้าหมาย (เช่น 4–12 นิ้ว)
4. การอบและการทำความเย็น: ผลึกจะถูกทำให้เย็นลงที่ 0.1–0.5°C/นาที เพื่อลดการแตกร้าวที่เกิดจากความเค้นจากความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด
5. ประเภทคริสตัลที่เข้ากันได้:
เกรดอิเล็กทรอนิกส์: สารตั้งต้นเซมิคอนดักเตอร์ (TTV <5 μm)
ระดับออปติคอล: หน้าต่างเลเซอร์ UV (การส่งผ่าน >90%@200 นาโนเมตร)
ชนิดที่มีการเจือปน: ทับทิม (ความเข้มข้นของ Cr³⁺ 0.01–0.5 wt.%) ท่อแซฟไฟร์สีน้ำเงิน

ส่วนประกอบระบบหลัก

1. ระบบหลอมละลาย
เบ้าหลอมอิริเดียม: ทนทานต่ออุณหภูมิ 2,300°C ทนต่อการกัดกร่อน สามารถใช้กับโลหะหลอมขนาดใหญ่ (100–400 กก.)
เตาเผาเหนี่ยวนำความร้อน: ควบคุมอุณหภูมิอิสระหลายโซน (±0.5°C), การไล่ระดับความร้อนที่เหมาะสมที่สุด

2. ระบบการดึงและหมุน
มอเตอร์เซอร์โวความแม่นยำสูง: ความละเอียดในการดึง 0.01 มม./ชม., ความเข้มข้นของการหมุน <0.01 มม.
ซีลของเหลวแม่เหล็ก: การส่งผ่านแบบไม่ต้องสัมผัสเพื่อการเจริญเติบโตอย่างต่อเนื่อง (>72 ชั่วโมง)

3. ระบบควบคุมอุณหภูมิ
การควบคุมแบบวงจรปิด PID: การปรับกำลังไฟแบบเรียลไทม์ (50–200 กิโลวัตต์) เพื่อรักษาเสถียรภาพของสนามความร้อน
การป้องกันก๊าซเฉื่อย: ส่วนผสม Ar/N₂ (ความบริสุทธิ์ 99.999%) เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

4. ระบบอัตโนมัติและการตรวจสอบ
การตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลาง CCD: ข้อเสนอแนะแบบเรียลไทม์ (ความแม่นยำ ±0.01 มม.)
เทอร์โมกราฟีอินฟราเรด: ตรวจสอบสัณฐานวิทยาของอินเทอร์เฟซของแข็งและของเหลว

การเปรียบเทียบวิธี CZ กับวิธี KY

พารามิเตอร์	วิธี CZ	วิธี KY
ขนาดคริสตัลสูงสุด	12 นิ้ว (300 มม.)	400 มม. (แท่งทรงลูกแพร์)
ความหนาแน่นของข้อบกพร่อง	<100/ตร.ซม.	<50/ตร.ซม.
อัตราการเจริญเติบโต	0.5–5 มม./ชม.	0.1–2 มม./ชม.
การใช้พลังงาน	50–80 กิโลวัตต์ชั่วโมง/กก.	80–120 กิโลวัตต์ชั่วโมง/กก.
แอปพลิเคชั่น	สารตั้งต้น LED, อิพิแทกซี GaN	หน้าต่างกระจกแท่งใหญ่
ค่าใช้จ่าย	ปานกลาง (ลงทุนอุปกรณ์สูง)	สูง (กระบวนการซับซ้อน)

แอปพลิเคชันที่สำคัญ

1. อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
พื้นผิวอิพิแทกเซียล GaN: เวเฟอร์ขนาด 2–8 นิ้ว (TTV <10 μm) สำหรับ Micro-LED และไดโอดเลเซอร์
เวเฟอร์ SOI: ความหยาบของพื้นผิว <0.2 นาโนเมตรสำหรับชิปแบบบูรณาการ 3 มิติ

2. ออปโตอิเล็กทรอนิกส์
หน้าต่างเลเซอร์ UV: ทนทานต่อความหนาแน่นพลังงาน 200 W/cm² สำหรับออปติกลิโธกราฟี
ส่วนประกอบอินฟราเรด: ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืน <10⁻³ ซม.⁻¹ สำหรับการถ่ายภาพความร้อน

3. สินค้าอิเล็กทรอนิกส์เพื่อการบริโภค
ฝาครอบกล้องสมาร์ทโฟน: ความแข็ง Mohs 9, เพิ่มความทนทานต่อรอยขีดข่วน 10 เท่า
จอแสดงผลสมาร์ทวอทช์: ความหนา 0.3–0.5 มม. อัตราการส่งผ่านแสง >92%

4. การป้องกันประเทศและอวกาศ
หน้าต่างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์: ความทนทานต่อรังสีสูงสุดถึง 10¹⁶ n/cm²
กระจกเลเซอร์กำลังสูง: การเสียรูปเนื่องจากความร้อน <λ/20@1064 นาโนเมตร

บริการของ XKH

1. การปรับแต่งอุปกรณ์
การออกแบบห้องที่ปรับขนาดได้: การกำหนดค่า Φ200–400 มม. สำหรับการผลิตเวเฟอร์ขนาด 2–12 นิ้ว
ความยืดหยุ่นในการเจือปนสาร: รองรับการเจือปนสารหายาก (Er/Yb) และโลหะทรานสิชั่น (Ti/Cr) สำหรับคุณสมบัติออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับแต่งได้

2. การสนับสนุนแบบครบวงจร
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: สูตรที่ผ่านการตรวจสอบล่วงหน้า (มากกว่า 50 สูตร) สำหรับ LED อุปกรณ์ RF และส่วนประกอบที่ทนทานต่อรังสี
เครือข่ายบริการทั่วโลก: การวินิจฉัยทางไกลตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันและการบำรุงรักษาในสถานที่พร้อมการรับประกัน 24 เดือน

3. การประมวลผลปลายน้ำ
การผลิตเวเฟอร์: การหั่น การบด และการขัดเวเฟอร์ขนาด 2–12 นิ้ว (ระนาบ C/A)
สินค้าเพิ่มมูลค่า:
ส่วนประกอบออปติก: หน้าต่าง UV/IR (ความหนา 0.5–50 มม.)
วัสดุระดับเครื่องประดับ: ทับทิม Cr³⁺ (ได้รับการรับรองจาก GIA), แซฟไฟร์ดาว Ti³⁺

4. ความเป็นผู้นำทางเทคนิค
การรับรอง: เวเฟอร์ที่สอดคล้องกับ EMI
สิทธิบัตร: สิทธิบัตรหลักในการสร้างสรรค์นวัตกรรมวิธีการ CZ

บทสรุป

อุปกรณ์วิธี CZ มอบความเข้ากันได้กับขนาดขนาดใหญ่ อัตราข้อบกพร่องต่ำเป็นพิเศษ และความเสถียรของกระบวนการสูง ทำให้เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับ LED เซมิคอนดักเตอร์ และการใช้งานด้านการป้องกันประเทศ XKH ให้การสนับสนุนที่ครอบคลุมตั้งแต่การปรับใช้อุปกรณ์ไปจนถึงการประมวลผลหลังการเติบโต ช่วยให้ลูกค้าสามารถผลิตคริสตัลแซฟไฟร์ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีต้นทุนคุ้มค่า