२ इन्च-१२ इन्च नीलमणि वेफर उत्पादन गर्ने नीलमणि इन्गट ग्रोथ उपकरण Czochralski CZ विधि
कार्य सिद्धान्त
CZ विधि निम्न चरणहरू मार्फत सञ्चालन हुन्छ:
१. कच्चा पदार्थ पग्लने: उच्च शुद्धता भएको Al₂O₃ (शुद्धता >९९.९९९%) लाई २०५०–२१००°C मा इरिडियम क्रुसिबलमा पग्लिन्छ।
२. बीउ क्रिस्टल परिचय: बीउ क्रिस्टललाई पग्लिएको ठाउँमा तल झारिन्छ, त्यसपछि विस्थापन हटाउन घाँटी (व्यास <१ मिमी) बनाउन द्रुत रूपमा तानिन्छ।
३. काँधको गठन र थोक वृद्धि: तान्ने गति ०.२-१ मिमी/घण्टामा घटाइन्छ, बिस्तारै क्रिस्टल व्यासलाई लक्षित आकारमा विस्तार गर्दै (जस्तै, ४-१२ इन्च)।
४. एनिलिङ र चिसो पार्ने: थर्मल तनाव-प्रेरित क्र्याकिंगलाई कम गर्न क्रिस्टललाई ०.१-०.५°C/मिनेटमा चिसो पारिन्छ।
५. मिल्दो क्रिस्टल प्रकारहरू:
इलेक्ट्रोनिक ग्रेड: अर्धचालक सब्सट्रेटहरू (TTV <5 μm)
अप्टिकल ग्रेड: UV लेजर विन्डोज (ट्रान्समिटेन्स >९०%@२०० nm)
डोप गरिएको भेरियन्टहरू: रूबी (Cr³⁺ सांद्रता ०.०१–०.५ wt.%), नीलो नीलमणि ट्युबिङ
कोर प्रणाली कम्पोनेन्टहरू
१. पग्लने प्रणाली
इरिडियम क्रुसिबल: २३००°C प्रतिरोधी, क्षरण प्रतिरोधी, ठूला पग्लने पदार्थहरूसँग उपयुक्त (१००-४०० किलोग्राम)।
इन्डक्सन ताप फर्नेस: बहु-क्षेत्र स्वतन्त्र तापक्रम नियन्त्रण (±०.५°C), अनुकूलित थर्मल ग्रेडियन्टहरू।
२. तान्ने र घुमाउने प्रणाली
उच्च-परिशुद्धता सर्वो मोटर: तान्ने रिजोल्युसन ०.०१ मिमी/घन्टा, घूर्णन केन्द्रितता <०.०१ मिमी।
चुम्बकीय तरल पदार्थ छाप: निरन्तर वृद्धिको लागि गैर-सम्पर्क प्रसारण (>७२ घण्टा)।
३. थर्मल नियन्त्रण प्रणाली
PID बन्द-लूप नियन्त्रण: थर्मल क्षेत्र स्थिर गर्न वास्तविक-समय पावर समायोजन (५०-२०० किलोवाट)।
निष्क्रिय ग्यास सुरक्षा: अक्सिडेशन रोक्नको लागि Ar/N₂ मिश्रण (९९.९९९% शुद्धता)।
४. स्वचालन र अनुगमन
CCD व्यास अनुगमन: वास्तविक-समय प्रतिक्रिया (शुद्धता ±०.०१ मिमी)।
इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी: ठोस-तरल इन्टरफेस आकारविज्ञान निगरानी गर्दछ।
CZ बनाम KY विधि तुलना
प्यारामिटर | CZ विधि | केवाई विधि |
अधिकतम क्रिस्टल आकार | १२ इन्च (३०० मिमी) | ४०० मिमी (नासपाती आकारको इन्गट) |
दोष घनत्व | <१००/सेमी² | <५०/सेमी² |
वृद्धि दर | ०.५–५ मिमी/घण्टा | ०.१–२ मिमी/घण्टा |
ऊर्जा खपत | ५०-८० किलोवाट प्रति किलोग्राम | ८०–१२० किलोवाट प्रति किलोग्राम |
आवेदनहरू | एलईडी सब्सट्रेटहरू, GaN एपिटाक्सी | अप्टिकल झ्यालहरू, ठूला इन्गटहरू |
लागत | मध्यम (उच्च उपकरण लगानी) | उच्च (जटिल प्रक्रिया) |
प्रमुख अनुप्रयोगहरू
१. अर्धचालक उद्योग
GaN एपिटेक्सियल सब्सट्रेटहरू: माइक्रो-LED र लेजर डायोडहरूको लागि २-८-इन्च वेफरहरू (TTV <10 μm)।
SOI वेफर्स: थ्रीडी-एकीकृत चिप्सको लागि सतहको खस्रोपन <0.2 nm।
२. अप्टोइलेक्ट्रोनिक्स
UV लेजर विन्डोज: लिथोग्राफी अप्टिक्सको लागि २०० W/cm² पावर घनत्व सहन सक्छ।
इन्फ्रारेड कम्पोनेन्टहरू: थर्मल इमेजिङको लागि अवशोषण गुणांक <10⁻³ cm⁻¹।
३. उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स
स्मार्टफोन क्यामेरा कभरहरू: मोहस कठोरता ९, १०× स्क्र्याच प्रतिरोध सुधार।
स्मार्टवाच डिस्प्लेहरू: मोटाई ०.३–०.५ मिमी, ट्रान्समिटेन्स >९२%।
४. रक्षा र एयरोस्पेस
आणविक रिएक्टर विन्डोज: १०¹⁶ n/cm² सम्म विकिरण सहनशीलता।
उच्च-शक्ति लेजर मिररहरू: थर्मल विकृति <λ/20@1064 nm।
XKH का सेवाहरू
१. उपकरण अनुकूलन
स्केलेबल चेम्बर डिजाइन: २–१२-इन्च वेफर उत्पादनको लागि Φ२००–४०० मिमी कन्फिगरेसनहरू।
डोपिङ लचिलोपन: अनुकूलित अप्टोइलेक्ट्रोनिक गुणहरूको लागि दुर्लभ-पृथ्वी (Er/Yb) र संक्रमण-धातु (Ti/Cr) डोपिङलाई समर्थन गर्दछ।
२. सुरुदेखि अन्त्यसम्म समर्थन
प्रक्रिया अनुकूलन: LED, RF उपकरणहरू, र विकिरण-कठोर कम्पोनेन्टहरूको लागि पूर्व-प्रमाणित रेसिपीहरू (५०+)।
ग्लोबल सर्भिस नेटवर्क: २४/७ रिमोट डायग्नोस्टिक्स र साइटमा मर्मतसम्भार २४ महिनाको वारेन्टी सहित।
३. डाउनस्ट्रीम प्रशोधन
वेफर निर्माण: २-१२-इन्च वेफरहरू (C/A-प्लेन) का लागि काट्ने, पिस्ने र पालिस गर्ने।
मूल्य अभिवृद्धि गरिएका उत्पादनहरू:
अप्टिकल कम्पोनेन्टहरू: UV/IR झ्यालहरू (०.५-५० मिमी मोटाई)।
गहना-ग्रेड सामग्रीहरू: Cr³⁺ रूबी (GIA-प्रमाणित), Ti³⁺ तारा नीलमणि।
४. प्राविधिक नेतृत्व
प्रमाणीकरणहरू: EMI-अनुरूप वेफरहरू।
पेटेन्टहरू: CZ विधि नवप्रवर्तनमा मुख्य पेटेन्टहरू।
निष्कर्ष
CZ विधि उपकरणले ठूलो-आयाम अनुकूलता, अति-कम दोष दर, र उच्च प्रक्रिया स्थिरता प्रदान गर्दछ, जसले यसलाई LED, अर्धचालक, र रक्षा अनुप्रयोगहरूको लागि उद्योग बेन्चमार्क बनाउँछ। XKH ले उपकरण तैनातीदेखि पोस्ट-बृद्धि प्रशोधनसम्म व्यापक समर्थन प्रदान गर्दछ, जसले ग्राहकहरूलाई लागत-प्रभावी, उच्च-प्रदर्शन नीलमणि क्रिस्टल उत्पादन प्राप्त गर्न सक्षम बनाउँछ।

