Saffierkristalgroeioven KY Kyropoulos-methode voor de productie van saffierwafers en optische vensters

Korte beschrijving:

Deze saffierkristalgroeiapparatuur maakt gebruik van de internationaal toonaangevende Kyropoulos (KY)-methode, speciaal ontworpen voor de groei van saffierkristallen met een grote diameter en weinig defecten. De KY-methode maakt nauwkeurige controle mogelijk over de extractie van entkristallen, rotatiesnelheid en temperatuurgradiënten, waardoor saffierkristallen tot 300 mm diameter bij hoge temperaturen (2000–2200 °C) kunnen groeien. De KY-methodesystemen van XKH worden veel gebruikt bij de industriële productie van C/A-vlak saffierwafers en optische vensters met een diameter van 5–30 cm, en behalen een maandelijkse productie van 20 eenheden. De apparatuur ondersteunt doteringsprocessen (bijv. Cr³⁰-doping voor robijnsynthese) en levert kristalkwaliteit met:

Dislocatiedichtheid <100/cm²

Transmissie >85% bij 400–5500 nm

Stuur ons een e-mail

Functies

Werkingsprincipe

Het kernprincipe van de KY-methode is het smelten van zeer zuivere Al₂O₃-grondstoffen in een wolfraam/molybdeen-kroes bij 2050 °C. Een entkristal wordt in de smelt gebracht, gevolgd door gecontroleerde terugtrekking (0,5-10 mm/u) en rotatie (0,5-20 tpm) om gerichte groei van α-Al₂O₃-kristallen te bereiken. Belangrijkste kenmerken:

• Kristallen met grote afmetingen (max. Φ400 mm × 500 mm)
• Saffier van optische kwaliteit met lage spanning (golffrontvervorming <λ/8 bij 633 nm)
• Gedoteerde kristallen (bijvoorbeeld Ti³⁰-doping voor sterrensaffier)

Kernsysteemcomponenten

1. Hogetemperatuursmeltsysteem
• Wolfraam-molybdeen composietkroes (max. temp. 2300°C)
• Multi-zone grafietverwarming (temperatuurregeling van ±0,5°C)

2. Kristalgroeisysteem
• Servo-aangedreven trekmechanisme (±0,01 mm precisie)
• Magnetische vloeistofrotatieafdichting (traploze snelheidsregeling van 0–30 tpm)

3. Thermische veldcontrole
• Onafhankelijke temperatuurregeling met 5 zones (1800–2200 °C)
• Verstelbaar hitteschild (±2°C/cm helling)
• Vacuüm- en atmosfeersysteem
• 10⁻⁴ Pa hoog vacuüm
• Ar/N₂/H₂-menggasregeling

4. Intelligente monitoring
• CCD real-time kristaldiameterbewaking
• Multispectrale smeltniveaudetectie

Vergelijking van de KY- en CZ-methode

Parameter	KY-methode	CZ-methode
Maximale kristalgrootte	Φ400 mm	Φ200 mm
Groeipercentage	5–15 mm/u	20–50 mm/u
Defectdichtheid	<100/cm²	500–1000/cm²
Energieverbruik	80–120 kWh/kg	50–80 kWh/kg
Typische toepassingen	Optische vensters/grote wafers	LED-substraten/sieraden

Belangrijkste toepassingen

1. Opto-elektronische vensters
• Militaire IR-koepels (transmissie >85%@3–5 μm)
• UV-laservensters (weerstaan een vermogensdichtheid van 200 W/cm²)

2. Halfgeleidersubstraten
• GaN epitaxiale wafers (2–8 inch, TTV <10 μm)
• SOI-substraten (oppervlakteruwheid <0,2 nm)

3. Consumentenelektronica
• Smartphone-cameracoverglas (Mohs-hardheid 9)
• Smartwatch-displays (10× verbeterde krasbestendigheid)

4. Gespecialiseerde materialen
• IR-optica met hoge zuiverheid (absorptiecoëfficiënt <10⁻³ cm⁻¹)
• Observatievensters voor kernreactoren (stralingstolerantie: 10¹⁶ n/cm²)

Voordelen van Kyropoulos (KY) saffierkristalgroeiapparatuur

De op de Kyropoulos (KY)-methode gebaseerde saffierkristalgroeiapparatuur biedt ongeëvenaarde technische voordelen en positioneert deze als een geavanceerde oplossing voor productie op industriële schaal. De belangrijkste voordelen zijn:

1. Mogelijkheid voor grote diameters: Kan saffierkristallen met een diameter tot 300 mm laten groeien, waardoor een hoge productie van wafers en optische componenten mogelijk is voor geavanceerde toepassingen zoals GaN-epitaxie en vensters van militaire kwaliteit.

2. Uiterst lage defectdichtheid: bereikt dislocatiedichtheden <100/cm² dankzij een geoptimaliseerd thermisch veldontwerp en nauwkeurige temperatuurgradiëntcontrole, waardoor superieure kristalintegriteit voor opto-elektronische apparaten wordt gegarandeerd.

3. Optische prestaties van hoge kwaliteit: levert een transmissie van >85% in het zichtbare tot infraroodspectrum (400–5500 nm), cruciaal voor UV-laservensters en infraroodoptica.

4. Geavanceerde automatisering: beschikt over servo-aangedreven trekmechanismen (precisie van ±0,01 mm) en magnetische roterende vloeistofafdichtingen (traploze regeling van 0–30 tpm), waardoor menselijk ingrijpen tot een minimum wordt beperkt en de consistentie wordt verbeterd.

5. Flexibele dopingopties: Ondersteunt maatwerk met dopanten zoals Cr³⁰ (voor robijn) en Ti³⁰ (voor stersaffier), waarmee wordt ingespeeld op nichemarkten in opto-elektronica en sieraden.

6. Energie-efficiëntie: Geoptimaliseerde thermische isolatie (wolfraam-molybdeen-kroes) verlaagt het energieverbruik tot 80–120 kWh/kg, wat concurrerend is met alternatieve groeimethoden.

7. Schaalbare productie: bereikt een maandelijkse output van 5.000+ wafers met snelle cyclustijden (8–10 dagen voor kristallen van 30–40 kg), gevalideerd door meer dan 200 installaties wereldwijd.

8. Duurzaamheid op militair niveau: Bevat stralingsbestendige ontwerpen en hittebestendige materialen (weerstaan 10¹⁶ n/cm²), essentieel voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en kernenergie.
Deze innovaties bevestigen de positie van de KY-methode als gouden standaard voor de productie van hoogwaardige saffierkristallen en stimuleren de vooruitgang op het gebied van 5G-communicatie, quantumcomputing en defensietechnologieën.

XKH-diensten

XKH biedt complete turnkey-oplossingen voor saffierkristalgroeisystemen, inclusief installatie, procesoptimalisatie en personeelstraining, om een naadloze operationele integratie te garanderen. We leveren vooraf gevalideerde groeirecepten (meer dan 50) op maat, afgestemd op diverse industriële behoeften, waardoor de R&D-tijd voor klanten aanzienlijk wordt verkort. Voor gespecialiseerde toepassingen maken maatwerkontwikkelingsdiensten maatwerk mogelijk, zoals caviteiten (Φ200–400 mm) en geavanceerde doteringssystemen (Cr/Ti/Ni), ter ondersteuning van hoogwaardige optische componenten en stralingsbestendige materialen.

Diensten met toegevoegde waarde omvatten nabewerkingen zoals snijden, slijpen en polijsten, aangevuld met een volledig assortiment saffierproducten zoals wafers, buizen en edelsteenplaatjes. Deze diensten zijn geschikt voor sectoren van consumentenelektronica tot de lucht- en ruimtevaart. Onze technische ondersteuning garandeert 24 maanden garantie en realtime diagnose op afstand, wat zorgt voor minimale downtime en een duurzame productie-efficiëntie.