Safirkristalltillväxtugn KY Kyropoulos metod för produktion av safirskivor och optiska fönster
Arbetsprincip
Kärnprincipen för KY-metoden innebär att man smälter högrena Al₂O₃-råmaterial i en volfram/molybden-degel vid 2050 °C. En ympkristall sänks ner i smältan, följt av kontrollerat uttag (0,5–10 mm/h) och rotation (0,5–20 rpm) för att uppnå riktad tillväxt av α-Al₂O₃-enkristaller. Viktiga funktioner inkluderar:
• Kristaller med stor dimension (max. Φ400 mm × 500 mm)
• Safir av optisk kvalitet med låg spänning (vågfrontsdistorsion <λ/8 vid 633 nm)
• Dopade kristaller (t.ex. Ti³⁰-dopning för stjärnsafir)
Kärnsystemkomponenter
1. Högtemperatursmältningssystem
• Volfram-molybden-kompositdegel (max. temperatur 2300 °C)
• Flerzons grafitvärmare (±0,5 °C temperaturkontroll)
2. Kristalltillväxtsystem
• Servodriven dragmekanism (±0,01 mm precision)
• Magnetisk vätskeroterande tätning (steglös hastighetsreglering 0–30 rpm)
3. Termisk fältkontroll
• 5-zoners oberoende temperaturkontroll (1800–2200 °C)
• Justerbar värmesköld (±2 °C/cm lutning)
• Vakuum- och atmosfärsystem
• 10⁻⁴ Pa högvakuum
• Kontroll av blandgaser för Ar/N₂/H₂
4. Intelligent övervakning
• CCD-övervakning av kristalldiameter i realtid
• Multispektral smältnivådetektering
Jämförelse av KY och CZ-metoden
| Parameter | KY-metoden | CZ-metoden |
| Max. kristallstorlek | Φ400 mm | Φ200 mm |
| Tillväxttakt | 5–15 mm/h | 20–50 mm/h |
| Defektdensitet | <100/cm² | 500–1000/cm² |
| Energiförbrukning | 80–120 kWh/kg | 50–80 kWh/kg |
| Typiska tillämpningar | Optiska fönster/stora skivor | LED-substrat/smycken |
Viktiga tillämpningar
1. Optoelektroniska fönster
• Militära IR-kupoler (genomsläpplighet >85 % vid 3–5 μm)
• UV-laserfönster (tål 200 W/cm² effekttäthet)
2. Halvledarsubstrat
• GaN epitaxiella wafers (2–8 tum, TTV <10 μm)
• SOI-substrat (ytjämnhet <0,2 nm)
3. Konsumentelektronik
• Skyddsglas för smartphonekamera (Mohs-hårdhet 9)
• Smartklocksskärmar (10× förbättring av reptålighet)
4. Specialiserade material
• Högren IR-optik (absorptionskoefficient <10⁻³ cm⁻¹)
• Observationsfönster för kärnreaktorer (strålningstolerans: 10¹⁶ n/cm²)
Fördelar med Kyropoulos (KY) safirkristalltillväxtutrustning
Kyropoulos (KY) metodbaserade safirkristalltillväxtutrustning erbjuder oöverträffade tekniska fördelar och positionerar den som en banbrytande lösning för industriell produktion. De viktigaste fördelarna inkluderar:
1. Kapacitet för stor diameter: Kan odla safirkristaller upp till 300 mm i diameter, vilket möjliggör högavkastande produktion av wafers och optiska komponenter för avancerade tillämpningar som GaN-epitaxi och fönster av militär kvalitet.
2. Ultralåg defektdensitet: Uppnår dislokationsdensiteter <100/cm² genom optimerad termisk fältdesign och exakt temperaturgradientkontroll, vilket säkerställer överlägsen kristallintegritet för optoelektroniska enheter.
3. Högkvalitativ optisk prestanda: Levererar transmittans >85 % över synligt till infrarött spektra (400–5500 nm), vilket är avgörande för UV-laserfönster och infraröd optik.
4. Avancerad automation: Har servodrivna dragmekanismer (±0,01 mm precision) och magnetiska roterande vätsketätningar (steglös styrning 0–30 rpm), vilket minimerar mänsklig inblandning och förbättrar konsistensen.
5. Flexibla dopningsalternativ: Stöder anpassning med dopningsmedel som Cr³⁰ (för rubin) och Ti³⁰ (för stjärnsafir), vilket tillgodoser nischmarknader inom optoelektronik och smycken.
6. Energieffektivitet: Optimerad värmeisolering (volfram-molybden-degel) minskar energiförbrukningen till 80–120 kWh/kg, vilket är konkurrenskraftigt med alternativa odlingsmetoder.
7. Skalbar produktion: Uppnår en månatlig produktion på över 5 000 wafers med snabba cykeltider (8–10 dagar för 30–40 kg kristaller), validerad av över 200 globala installationer.
8. Militärklassad hållbarhet: Innehåller strålningsbeständiga konstruktioner och värmebeständiga material (tål 10¹⁶ n/cm²), vilket är avgörande för flyg- och kärnkraftsapplikationer.
Dessa innovationer befäster KY-metoden som guldstandarden för att producera högpresterande safirkristaller, vilket driver framsteg inom 5G-kommunikation, kvantberäkning och försvarsteknik.
XKH-tjänster
XKH erbjuder heltäckande nyckelfärdiga lösningar för tillväxtsystem för safirkristaller, inklusive installation, processoptimering och personalutbildning för att säkerställa sömlös operativ integration. Vi levererar förvaliderade tillväxtrecept (50+) skräddarsydda för olika industriella behov, vilket avsevärt minskar FoU-tiden för kunderna. För specialiserade applikationer möjliggör skräddarsydda utvecklingstjänster anpassning av kavitet (Φ200–400 mm) och avancerade dopningssystem (Cr/Ti/Ni), vilket stöder högpresterande optiska komponenter och strålningsbeständiga material.
Värdeskapande tjänster inkluderar efterbehandling efter tillverkning, såsom skivning, slipning och polering, kompletterat av ett komplett utbud av safirprodukter som wafers, rör och ädelstensämnen. Dessa erbjudanden riktar sig till sektorer från konsumentelektronik till flyg- och rymdteknik. Vår tekniska support garanterar 24 månaders garanti och fjärrdiagnostik i realtid, vilket säkerställer minimal driftstopp och bibehållen produktionseffektivitet.
