ציוד גידול מטילי ספיר Czochralski CZ שיטת לייצור פרוסות ספיר 2 אינץ'-12 אינץ'
עקרון עבודה
שיטת CZ פועלת באמצעות השלבים הבאים:
1. התכת חומרי גלם: Al₂O₃ בעל טוהר גבוה (טוהר >99.999%) מותך בכור היתוך של אירידיום בטמפרטורה של 2050–2100 מעלות צלזיוס.
2. הכנסת גביש זרעים: גביש זרעים מורד לתוך החומר המותך, ולאחר מכן משיכה מהירה ליצירת צוואר (קוטר <1 מ"מ) כדי למנוע נקעים.
3. היווצרות כתף וגדילת גוש: מהירות המשיכה מופחתת ל-0.2-1 מ"מ/שעה, תוך הרחבה הדרגתית של קוטר הגביש לגודל המטרה (למשל, 4-12 אינץ').
4. חישול וקירור: הגביש מקורר בקצב של 0.1–0.5 מעלות צלזיוס/דקה כדי למזער סדקים הנגרמים כתוצאה ממאמץ תרמי.
5. סוגי גבישים תואמים:
דירוג אלקטרוני: מצעים של מוליכים למחצה (TTV <5 מיקרומטר)
דירוג אופטי: חלונות לייזר UV (העברה >90%@200 ננומטר)
גרסאות מסוממות: רובי (ריכוז Cr³⁺ 0.01–0.5% משקלי), צינורות ספיר כחולים
רכיבי מערכת ליבה
1. מערכת התכה
ציד אירידיום: עמיד עד 2300 מעלות צלזיוס, עמיד בפני קורוזיה, תואם לחומרים מותכים גדולים (100-400 ק"ג).
תנור חימום אינדוקציה: בקרת טמפרטורה עצמאית רב-אזורית (±0.5°C), גרדיאנטים תרמיים אופטימליים.
2. מערכת משיכה וסיבוב
מנוע סרוו מדויק: רזולוציית משיכה 0.01 מ"מ/שעה, קונצנטריות סיבובית <0.01 מ"מ.
אטם נוזל מגנטי: העברה ללא מגע לצמיחה רציפה (מעל 72 שעות).
3. מערכת בקרת תרמית
בקרת PID בלולאה סגורה: כוונון הספק בזמן אמת (50–200 קילוואט) לייצוב השדה התרמי.
הגנה מפני גז אינרטי: תערובת Ar/N₂ (ניקיון 99.999%) למניעת חמצון.
4. אוטומציה וניטור
ניטור קוטר CCD: משוב בזמן אמת (דיוק ±0.01 מ"מ).
תרמוגרפיה אינפרא אדום: ניטור המורפולוגיה של ממשק מוצק-נוזל.
השוואה בין שיטת CZ ל-KY
| פרמטר | שיטת CZ | שיטת KY |
| גודל גביש מקסימלי | 12 אינץ' (300 מ"מ) | 400 מ"מ (מטילי אגס) |
| צפיפות הפגמים | <100/סמ"ר | <50/סמ"ר |
| קצב צמיחה | 0.5–5 מ"מ/שעה | 0.1–2 מ"מ/שעה |
| צריכת אנרגיה | 50–80 קוט"ש/ק"ג | 80–120 קוט"ש/ק"ג |
| יישומים | מצעי LED, אפיטקסיה של GaN | חלונות אופטיים, מטילי פח גדולים |
| עלות | בינוני (השקעה גבוהה בציוד) | גבוה (תהליך מורכב) |
יישומים מרכזיים
1. תעשיית המוליכים למחצה
מצעים אפיטקסיאליים של GaN: פרוסות סיליקון בגודל 2–8 אינץ' (TTV <10 מיקרון) עבור מיקרו-לד ודיודות לייזר.
ופלי SOI: חספוס פני השטח <0.2 ננומטר עבור שבבים משולבים תלת-ממדיים.
2. אופטואלקטרוניקה
חלונות לייזר UV: עמידים בצפיפות הספק של 200 וואט/סמ"ר עבור אופטיקה ליתוגרפית.
רכיבי אינפרא אדום: מקדם ספיגה <10⁻³ סמ"ר להדמיה תרמית.
3. מוצרי אלקטרוניקה
כיסויי מצלמת סמארטפון: קשיות מוס 9, שיפור עמידות בפני שריטות פי 10.
צגי שעונים חכמים: עובי 0.3–0.5 מ"מ, העברה של >92%.
4. הגנה וחלל
חלונות כור גרעיני: עמידות לקרינה עד 10¹⁶ ניוטון/סמ"ר.
מראות לייזר בעלות עוצמה גבוהה: עיוות תרמי <λ/20@1064 ננומטר.
שירותי XKH
1. התאמה אישית של ציוד
עיצוב תא ניתן להרחבה: תצורות של Φ200–400 מ"מ לייצור פרוסות ופלים בגודל 2–12 אינץ'.
גמישות סימום: תומך בסימום של מתכות נדירות (Er/Yb) ומתכות מעבר (Ti/Cr) לקבלת תכונות אופטואלקטרוניות מותאמות אישית.
2. תמיכה מקצה לקצה
אופטימיזציה של תהליכים: מתכונים מאומתים מראש (50+) עבור LED, התקני RF ורכיבים מוקשים בקרינה.
רשת שירות עולמית: אבחון מרחוק ותחזוקה באתר 24/7 עם אחריות ל-24 חודשים.
3. עיבוד במורד הזרם
ייצור ופלים: חיתוך, טחינה וליטוש של ופלים בגודל 2-12 אינץ' (מישור C/A).
מוצרים בעלי ערך מוסף:
רכיבים אופטיים: חלונות UV/IR (עובי 0.5-50 מ"מ).
חומרים ברמת תכשיטים: אודם Cr³⁺ (בעל הסמכה GIA), ספיר כוכב Ti³⁺.
4. מנהיגות טכנית
הסמכות: ופלים תואמי EMI.
פטנטים: פטנטים מרכזיים בחדשנות בשיטת CZ.
מַסְקָנָה
ציוד שיטת CZ מספק תאימות לממדים גדולים, שיעורי פגמים נמוכים במיוחד ויציבות תהליך גבוהה, מה שהופך אותו לנקודת ייחוס בתעשייה עבור יישומי LED, מוליכים למחצה והגנה. XKH מספקת תמיכה מקיפה החל מפריסת הציוד ועד לעיבוד לאחר הגידול, ומאפשרת ללקוחות להשיג ייצור גבישי ספיר חסכוני ובעל ביצועים גבוהים.
