Safir Kristal Büyüme Fırını KY Safir Gofret ve Optik Pencere Üretimi için Kyropoulos Yöntemi
Çalışma Prensibi
KY yönteminin temel prensibi, yüksek saflıktaki Al₂O₃ ham maddelerini 2050°C'de bir tungsten/molibden pota içinde eritmeyi içerir. Eriyik içine bir tohum kristali indirilir, ardından α-Al₂O₃ tek kristallerinin yönlendirilmiş büyümesini elde etmek için kontrollü geri çekme (0,5–10 mm/saat) ve döndürme (0,5–20 rpm) yapılır. Temel özellikler şunlardır:
• Büyük boyutlu kristaller (maks. Φ400 mm × 500 mm)
• Düşük stresli optik sınıf safir (dalga cephesi bozulması <λ/8 @ 633 nm)
• Katkılı kristaller (örneğin, yıldız safir için Ti³⁰ katkılama)
Çekirdek Sistem Bileşenleri
1. Yüksek Sıcaklık Eritme Sistemi
• Tungsten-molibden kompozit pota (maks. sıcaklık 2300°C)
• Çok bölgeli grafit ısıtıcı (±0,5°C sıcaklık kontrolü)
2. Kristal Büyüme Sistemi
• Servo tahrikli çekme mekanizması (±0,01 mm hassasiyet)
• Manyetik sıvı döner conta (0–30 rpm kademesiz hız ayarı)
3. Termal Alan Kontrolü
• 5 bölgeli bağımsız sıcaklık kontrolü (1800–2200°C)
• Ayarlanabilir ısı kalkanı (±2°C/cm gradyanı)
• Vakum ve Atmosfer Sistemi
• 10⁻⁴ Pa yüksek vakum
• Ar/N₂/H₂ karışık gaz kontrolü
4. Akıllı İzleme
• CCD gerçek zamanlı kristal çapı izleme
• Çok spektral eriyik seviyesi tespiti
KY ve CZ Yöntem Karşılaştırması
| Parametre | KY Yöntemi | CZ Yöntemi |
| Maksimum Kristal Boyutu | Φ400 mm | Φ200 mm |
| Büyüme Oranı | 5–15 mm/saat | 20–50 mm/saat |
| Kusur Yoğunluğu | <100/cm² | 500–1000/cm² |
| Enerji Tüketimi | 80–120 kWh/kg | 50–80 kWh/kg |
| Tipik Uygulamalar | Optik pencereler/büyük gofretler | LED alt tabakalar/mücevher |
Temel Uygulamalar
1. Optoelektronik Pencereler
• Askeri IR kubbeleri (geçirgenlik >%85@3–5 μm)
• UV lazer pencereleri (200 W/cm² güç yoğunluğuna dayanıklı)
2. Yarıiletken Alt Tabakalar
• GaN epitaksiyel gofretler (2–8 inç, TTV <10 μm)
• SOI alt tabakaları (yüzey pürüzlülüğü <0,2 nm)
3. Tüketici Elektroniği
• Akıllı telefon kamera kapağı camı (Mohs sertliği 9)
• Akıllı saat ekranları (10 kat çizilmeye karşı dayanıklılık iyileştirmesi)
4. Özel Malzemeler
• Yüksek saflıkta IR optikler (emilim katsayısı <10⁻³ cm⁻¹)
• Nükleer reaktör gözlem pencereleri (radyasyon toleransı: 10¹⁶ n/cm²)
Kyropoulos (KY) Safir Kristal Büyüme Ekipmanlarının Avantajları
Kyropoulos (KY) yöntemine dayalı safir kristal büyüme ekipmanı, benzersiz teknik avantajlar sunarak onu endüstriyel ölçekli üretim için son teknoloji bir çözüm olarak konumlandırır. Başlıca faydaları şunlardır:
1. Büyük Çap Yeteneği: GaN epitaksi ve askeri sınıf pencereler gibi gelişmiş uygulamalar için yüksek verimli yonga ve optik bileşen üretimine olanak tanıyan, çapı 12 inçe (300 mm) kadar safir kristalleri yetiştirme kapasitesine sahiptir.
2. Ultra Düşük Kusur Yoğunluğu: Optimize edilmiş termal alan tasarımı ve hassas sıcaklık gradyanı kontrolü sayesinde <100/cm² dislokasyon yoğunluklarına ulaşarak optoelektronik cihazlar için üstün kristal bütünlüğünü garanti eder.
3. Yüksek Kaliteli Optik Performans: UV lazer pencereleri ve kızılötesi optikler için kritik olan görünür ila kızılötesi spektrumlarda (400–5500 nm) %85'ten fazla geçirgenlik sağlar.
4. Gelişmiş Otomasyon: Servo tahrikli çekme mekanizmaları (±0,01 mm hassasiyet) ve manyetik sıvı döner contalar (0–30 rpm kademesiz kontrol) ile insan müdahalesini en aza indirir ve tutarlılığı artırır.
5. Esnek Doping Seçenekleri: Optoelektronik ve mücevherat alanındaki niş pazarlara hitap eden Cr³⁰ (yakut için) ve Ti³⁰ (yıldız safir için) gibi dopantlarla özelleştirmeyi destekler.
6. Enerji Verimliliği: Optimize edilmiş termal izolasyon (tungsten-molibden pota) enerji tüketimini 80-120 kWh/kg'a düşürerek alternatif yetiştirme yöntemleriyle rekabet edebilir hale getirir.
7. Ölçeklenebilir Üretim: 200'den fazla küresel kurulum tarafından doğrulanan, hızlı çevrim süreleriyle (30-40 kg kristaller için 8-10 gün) aylık 5.000'den fazla gofret çıktısı elde edilir.
8. Askeri Düzeyde Dayanıklılık: Uzay ve nükleer uygulamalar için olmazsa olmaz olan radyasyona dayanıklı tasarımlar ve ısıya dayanıklı malzemeler (10¹⁶ n/cm²'ye kadar dayanıklılık) içerir.
Bu yenilikler, KY yönteminin yüksek performanslı safir kristaller üretmek için altın standart olarak kabul edilmesini sağlayarak, 5G iletişim, kuantum hesaplama ve savunma teknolojilerindeki ilerlemelere öncülük ediyor.
XKH Hizmetleri
XKH, kusursuz operasyonel entegrasyonu sağlamak için kurulum, süreç optimizasyonu ve personel eğitimini kapsayan safir kristal büyüme sistemleri için kapsamlı anahtar teslim çözümler sunar. Müşteriler için Ar-Ge süresini önemli ölçüde azaltarak çeşitli endüstriyel ihtiyaçlara göre uyarlanmış önceden doğrulanmış büyüme tarifleri (50+) sunarız. Uzmanlaşmış uygulamalar için, özel geliştirme hizmetleri boşluk özelleştirmesini (Φ200–400 mm) ve gelişmiş doping sistemlerini (Cr/Ti/Ni) mümkün kılar ve yüksek performanslı optik bileşenleri ve radyasyona dayanıklı malzemeleri destekler.
Katma değerli hizmetler, dilimleme, taşlama ve parlatma gibi büyüme sonrası işlemeyi, wafer, tüp ve değerli taş boşlukları gibi tam bir safir ürün yelpazesiyle tamamlar. Bu teklifler tüketici elektroniğinden havacılığa kadar sektörlere hitap eder. Teknik desteğimiz 24 aylık garanti ve gerçek zamanlı uzaktan tanılama garantisi vererek minimum kesinti süresi ve sürdürülebilir üretim verimliliği sağlar.
