2 ઇંચ-12 ઇંચના નીલમ વેફર્સ બનાવવા માટે નીલમ ઇન્ગોટ ગ્રોથ ઇક્વિપમેન્ટ ઝોક્રાલ્સ્કી સીઝેડ પદ્ધતિ
કાર્યકારી સિદ્ધાંત
CZ પદ્ધતિ નીચેના પગલાંઓ દ્વારા કાર્ય કરે છે:
1. કાચો માલ પીગળવો: ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતું Al₂O₃ (શુદ્ધતા >99.999%) 2050–2100°C તાપમાને ઇરિડિયમ ક્રુસિબલમાં ઓગાળવામાં આવે છે.
2. બીજ સ્ફટિક પરિચય: બીજ સ્ફટિકને ઓગળેલા પાણીમાં નીચે ઉતારવામાં આવે છે, ત્યારબાદ તેને ઝડપથી ખેંચીને ગરદન (વ્યાસ <1 મીમી) બનાવવામાં આવે છે જેથી અવ્યવસ્થા દૂર થાય.
3. ખભાનું નિર્માણ અને બલ્ક ગ્રોથ: ખેંચવાની ગતિ ઘટાડીને 0.2-1 mm/h કરવામાં આવે છે, ધીમે ધીમે સ્ફટિક વ્યાસ લક્ષ્ય કદ (દા.ત., 4-12 ઇંચ) સુધી વિસ્તરે છે.
૪. એનલીંગ અને કૂલિંગ: થર્મલ સ્ટ્રેસ-પ્રેરિત ક્રેકીંગ ઘટાડવા માટે સ્ફટિકને ૦.૧-૦.૫°C/મિનિટ પર ઠંડુ કરવામાં આવે છે.
5. સુસંગત ક્રિસ્ટલ પ્રકારો:
ઇલેક્ટ્રોનિક ગ્રેડ: સેમિકન્ડક્ટર સબસ્ટ્રેટ્સ (TTV <5 μm)
ઓપ્ટિકલ ગ્રેડ: યુવી લેસર વિન્ડોઝ (ટ્રાન્સમિટન્સ >90%@200 nm)
ડોપ્ડ વેરિયન્ટ્સ: રૂબી (Cr³⁺ સાંદ્રતા 0.01–0.5 wt.%), વાદળી નીલમ ટ્યુબિંગ
મુખ્ય સિસ્ટમ ઘટકો
૧. મેલ્ટિંગ સિસ્ટમ
ઇરિડિયમ ક્રુસિબલ: 2300°C સુધી પ્રતિરોધક, કાટ-પ્રતિરોધક, મોટા પીગળવા (100-400 કિગ્રા) સાથે સુસંગત.
ઇન્ડક્શન હીટિંગ ફર્નેસ: મલ્ટી-ઝોન સ્વતંત્ર તાપમાન નિયંત્રણ (±0.5°C), ઑપ્ટિમાઇઝ થર્મલ ગ્રેડિયન્ટ્સ.
2. ખેંચાણ અને પરિભ્રમણ પ્રણાલી
ઉચ્ચ-ચોકસાઇ સર્વો મોટર: પુલિંગ રિઝોલ્યુશન 0.01 મીમી/કલાક, રોટેશનલ કોન્સેન્ટ્રિસિટી <0.01 મીમી.
ચુંબકીય પ્રવાહી સીલ: સતત વૃદ્ધિ માટે બિન-સંપર્ક ટ્રાન્સમિશન (>72 કલાક).
૩. થર્મલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ
PID ક્લોઝ્ડ-લૂપ કંટ્રોલ: થર્મલ ફિલ્ડને સ્થિર કરવા માટે રીઅલ-ટાઇમ પાવર એડજસ્ટમેન્ટ (50-200 kW).
નિષ્ક્રિય વાયુ સંરક્ષણ: ઓક્સિડેશન અટકાવવા માટે Ar/N₂ મિશ્રણ (99.999% શુદ્ધતા).
૪. ઓટોમેશન અને મોનિટરિંગ
CCD વ્યાસ મોનિટરિંગ: રીઅલ-ટાઇમ પ્રતિસાદ (ચોકસાઈ ±0.01 મીમી).
ઇન્ફ્રારેડ થર્મોગ્રાફી: ઘન-પ્રવાહી ઇન્ટરફેસ મોર્ફોલોજીનું નિરીક્ષણ કરે છે.
CZ વિરુદ્ધ KY પદ્ધતિની સરખામણી
| પરિમાણ | સીઝેડ પદ્ધતિ | KY પદ્ધતિ |
| મહત્તમ સ્ફટિક કદ | ૧૨ ઇંચ (૩૦૦ મીમી) | ૪૦૦ મીમી (પિઅર-આકારની પિંડ) |
| ખામી ઘનતા. | <100/સેમી² | <50/સેમી² |
| વૃદ્ધિ દર | ૦.૫–૫ મીમી/કલાક | ૦.૧–૨ મીમી/કલાક |
| ઊર્જા વપરાશ | ૫૦-૮૦ kWh/કિલો | ૮૦-૧૨૦ kWh/કિલો |
| અરજીઓ | LED સબસ્ટ્રેટ્સ, GaN એપિટાક્સી | ઓપ્ટિકલ બારીઓ, મોટા ઇંગોટ્સ |
| ખર્ચ | મધ્યમ (ઉપકરણમાં ઉચ્ચ રોકાણ) | ઉચ્ચ (જટિલ પ્રક્રિયા) |
મુખ્ય એપ્લિકેશનો
૧. સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ
GaN એપિટેક્સિયલ સબસ્ટ્રેટ્સ: માઇક્રો-LED અને લેસર ડાયોડ્સ માટે 2–8-ઇંચ વેફર્સ (TTV <10 μm).
SOI વેફર્સ: 3D-ઇન્ટિગ્રેટેડ ચિપ્સ માટે સપાટીની ખરબચડીતા <0.2 nm.
2. ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ
યુવી લેસર વિન્ડોઝ: લિથોગ્રાફી ઓપ્ટિક્સ માટે 200 W/cm² પાવર ડેન્સિટીનો સામનો કરે છે.
ઇન્ફ્રારેડ ઘટકો: થર્મલ ઇમેજિંગ માટે શોષણ ગુણાંક <10⁻³ cm⁻¹.
૩. કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ
સ્માર્ટફોન કેમેરા કવર્સ: મોહસ કઠિનતા 9, 10× સ્ક્રેચ પ્રતિકાર સુધારો.
સ્માર્ટવોચ ડિસ્પ્લે: જાડાઈ 0.3–0.5 મીમી, ટ્રાન્સમિટન્સ >92%.
૪. સંરક્ષણ અને અવકાશ
ન્યુક્લિયર રિએક્ટર વિન્ડોઝ: 10¹⁶ n/cm² સુધી રેડિયેશન સહિષ્ણુતા.
હાઇ-પાવર લેસર મિરર્સ: થર્મલ ડિફોર્મેશન <λ/20@1064 nm.
XKH ની સેવાઓ
૧. સાધનોનું કસ્ટમાઇઝેશન
સ્કેલેબલ ચેમ્બર ડિઝાઇન: 2-12-ઇંચ વેફર ઉત્પાદન માટે Φ200–400 mm રૂપરેખાંકનો.
ડોપિંગ લવચીકતા: અનુરૂપ ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો માટે રેર-અર્થ (Er/Yb) અને ટ્રાન્ઝિશન-મેટલ (Ti/Cr) ડોપિંગને સપોર્ટ કરે છે.
૨. એન્ડ-ટુ-એન્ડ સપોર્ટ
પ્રક્રિયા ઑપ્ટિમાઇઝેશન: LED, RF ઉપકરણો અને રેડિયેશન-કઠણ ઘટકો માટે પૂર્વ-માન્ય વાનગીઓ (50+).
ગ્લોબલ સર્વિસ નેટવર્ક: 24 મહિનાની વોરંટી સાથે 24/7 રિમોટ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ અને સ્થળ પર જાળવણી.
૩. ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગ
વેફર ફેબ્રિકેશન: 2-12-ઇંચ વેફર્સ (C/A-પ્લેન) માટે સ્લાઇસિંગ, ગ્રાઇન્ડીંગ અને પોલિશિંગ.
મૂલ્યવર્ધિત ઉત્પાદનો:
ઓપ્ટિકલ ઘટકો: UV/IR વિન્ડો (0.5-50 mm જાડાઈ).
ઘરેણાં-ગ્રેડ સામગ્રી: Cr³⁺ રૂબી (GIA-પ્રમાણિત), Ti³⁺ સ્ટાર નીલમ.
૪. ટેકનિકલ નેતૃત્વ
પ્રમાણપત્રો: EMI-અનુરૂપ વેફર્સ.
પેટન્ટ્સ: CZ પદ્ધતિ નવીનતામાં મુખ્ય પેટન્ટ.
નિષ્કર્ષ
CZ પદ્ધતિના સાધનો મોટા-પરિમાણ સુસંગતતા, અતિ-નીચા ખામી દર અને ઉચ્ચ પ્રક્રિયા સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે, જે તેને LED, સેમિકન્ડક્ટર અને સંરક્ષણ એપ્લિકેશનો માટે ઉદ્યોગ બેન્ચમાર્ક બનાવે છે. XKH સાધનોના જમાવટથી લઈને વૃદ્ધિ પછીની પ્રક્રિયા સુધી વ્યાપક સહાય પૂરી પાડે છે, જે ગ્રાહકોને ખર્ચ-અસરકારક, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન નીલમ સ્ફટિક ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કરવા સક્ષમ બનાવે છે.
