Pece na rast zafírových kryštálov, metóda KY Kyropoulosa na výrobu zafírových doštičiek a optických okien

Pec na rast zafírových kryštálov, metóda KY Kyropoulosa na výrobu zafírových doštičiek a optických okien. Obrázok

Stručný popis:

Toto zariadenie na rast zafírových kryštálov využíva medzinárodne poprednú metódu Kyropoulos (KY), ktorá je špeciálne navrhnutá na rast monokryštálov zafíru s veľkým priemerom a nízkym počtom defektov. Metóda KY umožňuje presné riadenie ťahania zárodočných kryštálov, rýchlosti otáčania a teplotných gradientov, čo umožňuje rast zafírových kryštálov s priemerom až 12 palcov (300 mm) pri vysokých teplotách (2000 – 2200 °C). Systémy metódy KY od spoločnosti XKH sa široko používajú v priemyselnej výrobe 2 – 12-palcových zafírových doštičiek a optických okien v rovine C/A s mesačnou produkciou 20 jednotiek. Zariadenie podporuje dopovacie procesy (napr. dopovanie Cr³⁰ pre syntézu rubínov) a poskytuje kryštálovú kvalitu s:

Hustota dislokácií <100/cm²

Transmitancia >85 % pri 400 – 5500 nm

Pošlite nám e-mail

Funkcie

Princíp fungovania

Základný princíp metódy KY spočíva v tavení vysoko čistých surovín Al₂O₃ v tégliku z volfrámu/molybdénu pri teplote 2050 °C. Zárodočný kryštál sa spustí do taveniny, po čom nasleduje riadené vyťahovanie (0,5 – 10 mm/h) a rotácia (0,5 – 20 ot./min.) na dosiahnutie smerového rastu monokryštálov α-Al₂O₃. Medzi kľúčové vlastnosti patria:

• Veľkorozmerné kryštály (max. Φ400 mm × 500 mm)
• Nízkonapäťový optický zafír (skreslenie vlnoplochy <λ/8 pri 633 nm)
• Dopované kryštály (napr. dopovanie Ti³⁰ pre hviezdicový zafír)

Základné komponenty systému

1. Systém tavenia pri vysokých teplotách
• Kompozitný téglik z volfrámu a molybdénu (max. teplota 2300 °C)
• Viaczónový grafitový ohrievač (regulácia teploty ±0,5 °C)

2. Systém rastu kryštálov
• Servopoháňaný ťahací mechanizmus (presnosť ±0,01 mm)
• Magnetické hydraulické rotačné tesnenie (plynulá regulácia otáčok 0–30 ot./min.)

3. Riadenie tepelného poľa
• 5-zónová nezávislá regulácia teploty (1800–2200 °C)
• Nastaviteľný tepelný štít (gradient ±2 °C/cm)
• Systém vákua a atmosféry
• 10⁻⁴ Pa vysoké vákuum
• Riadenie zmesi plynov Ar/N₂/H₂

4. Inteligentné monitorovanie
• Monitorovanie priemeru kryštálu CCD v reálnom čase
• Multispektrálna detekcia hladiny taveniny

Porovnanie metód KY vs. CZ

Parameter	Metóda KY	Metóda CZ
Maximálna veľkosť kryštálov	Φ400 mm	Φ200 mm
Tempo rastu	5–15 mm/h	20–50 mm/h
Hustota defektov	<100/cm²	500 – 1 000/cm²
Spotreba energie	80 – 120 kWh/kg	50 – 80 kWh/kg
Typické aplikácie	Optické okná/veľké doštičky	LED substráty/šperky

Kľúčové aplikácie

1. Optoelektronické okná
• Vojenské IR kupoly (priepustnosť >85 % pri 3–5 μm)
• UV laserové okná (odolné hustote výkonu 200 W/cm²)

2. Polovodičové substráty
• GaN epitaxné doštičky (2–8 palcov, TTV <10 μm)
• SOI substráty (drsnosť povrchu <0,2 nm)

3. Spotrebná elektronika
• Krycie sklo fotoaparátu smartfónu (tvrdosť podľa Mohsa 9)
• Displeje inteligentných hodín (10× zlepšenie odolnosti voči poškriabaniu)

4. Špecializované materiály
• Vysoko čistá IR optika (absorpčný koeficient <10⁻³ cm⁻¹)
• Pozorovacie okná jadrového reaktora (tolerancia žiarenia: 10¹⁶ n/cm²)

Výhody zariadenia na rast zafírových kryštálov Kyropoulos (KY)

Zariadenie na rast zafírových kryštálov založené na metóde Kyropoulos (KY) ponúka bezkonkurenčné technické výhody, vďaka čomu je špičkovým riešením pre priemyselnú výrobu. Medzi kľúčové výhody patria:

1. Schopnosť pestovať veľké priemery: Schopnosť pestovať zafírové kryštály s priemerom až 12 palcov (300 mm), čo umožňuje vysokovýťažnú výrobu doštičiek a optických komponentov pre pokročilé aplikácie, ako je epitaxia GaN a okná vojenskej triedy.

2. Ultranízka hustota defektov: Dosahuje hustoty dislokácií <100/cm² vďaka optimalizovanému návrhu tepelného poľa a presnému riadeniu teplotného gradientu, čím zabezpečuje vynikajúcu integritu kryštálov pre optoelektronické zariadenia.

3. Vysokokvalitný optický výkon: Poskytuje priepustnosť > 85 % v celom spektre od viditeľného po infračervené žiarenie (400 – 5500 nm), čo je kľúčové pre okná UV laserov a infračervenú optiku.

4. Pokročilá automatizácia: Vybavená servopohonmi poháňanými ťahacími mechanizmami (presnosť ±0,01 mm) a magnetickými rotačnými tesneniami s kvapalinou (plynulá regulácia 0 – 30 ot./min.), minimalizuje ľudský zásah a zvyšuje konzistentnosť.

5. Flexibilné možnosti dopovania: Podporuje prispôsobenie s prísadami ako Cr³⁰ (pre rubín) a Ti³⁰ (pre hviezdicový zafír), čo uspokojí špecializované trhy v optoelektronike a šperkoch.

6. Energetická účinnosť: Optimalizovaná tepelná izolácia (volfrámovo-molybdénový téglik) znižuje spotrebu energie na 80 – 120 kWh/kg, čo je konkurencieschopné v porovnaní s alternatívnymi metódami pestovania.

7. Škálovateľná výroba: Dosahuje mesačnú produkciu viac ako 5 000 waferov s rýchlymi cyklami (8 – 10 dní pre 30 – 40 kg kryštálov), čo potvrdilo viac ako 200 inštalácií po celom svete.

8. Odolnosť na vojenskej úrovni: Zahŕňa konštrukcie odolné voči žiareniu a tepelne odolné materiály (odolné 10¹⁶ n/cm²), čo je nevyhnutné pre letecký a jadrový priemysel.
Tieto inovácie upevňujú metódu KY ako zlatý štandard pre výrobu vysokovýkonných zafírových kryštálov, čo poháňa pokrok v 5G komunikácii, kvantových výpočtoch a obranných technológiách.

Služby XKH

Spoločnosť XKH poskytuje komplexné riešenia na kľúč pre systémy rastu zafírových kryštálov, ktoré zahŕňajú inštaláciu, optimalizáciu procesov a školenie personálu s cieľom zabezpečiť bezproblémovú prevádzkovú integráciu. Dodávame vopred validované rastové receptúry (viac ako 50) prispôsobené rôznym priemyselným potrebám, čím výrazne skracujeme čas výskumu a vývoja pre klientov. Pre špecializované aplikácie umožňujú služby vývoja na mieru prispôsobenie dutín (Φ200 – 400 mm) a pokročilé dopovacie systémy (Cr/Ti/Ni), ktoré podporujú vysokovýkonné optické komponenty a materiály odolné voči žiareniu.

Služby s pridanou hodnotou zahŕňajú spracovanie po raste, ako je rezanie, brúsenie a leštenie, doplnené o kompletný sortiment zafírových produktov, ako sú doštičky, trubice a polotovary drahokamov. Tieto ponuky sú určené pre rôzne odvetvia od spotrebnej elektroniky až po letecký priemysel. Naša technická podpora garantuje 24-mesačnú záruku a diagnostiku na diaľku v reálnom čase, čím sa zabezpečujú minimálne prestoje a trvalá efektivita výroby.