የከፍተኛ ንፅህና አልሙና ትልቁ ገዢ፡ ስለ ሰንፔር ምን ያህል ያውቃሉ?

የሳፋየር ክሪስታሎች የሚበቅሉት ከከፍተኛ ንፅህና ካለው የአሉሚና ዱቄት> 99.995% ንፅህና ያለው ሲሆን ይህም ከፍተኛ ንፁህ የሆነ አልሙና የሚፈልገውን ቦታ ያደርጋቸዋል። እንደ ከፍተኛ ሙቀት፣ ዝገት እና ተፅዕኖ ባሉ አስቸጋሪ አካባቢዎች ውስጥ እንዲሰሩ የሚያስችላቸው ከፍተኛ ጥንካሬ፣ ከፍተኛ ጥንካሬ እና የተረጋጋ ኬሚካላዊ ባህሪያትን ያሳያሉ። በብሔራዊ መከላከያ, በሲቪል ቴክኖሎጂ, በማይክሮ ኤሌክትሮኒክስ እና በሌሎች መስኮች በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ.

ከከፍተኛ ንፅህና ከአሉሚኒየም ዱቄት እስከ ሳፋይር ክሪስታሎች

1. የሳፋየር ቁልፍ መተግበሪያዎች 

በመከላከያ ሴክተር ውስጥ የሳፋይር ክሪስታሎች በዋናነት ለሚሳይል ኢንፍራሬድ መስኮቶች ያገለግላሉ። ዘመናዊ ጦርነት በሚሳኤሎች ውስጥ ከፍተኛ ትክክለኛነትን ይጠይቃል, እና የኢንፍራሬድ ኦፕቲካል መስኮቱ ይህንን መስፈርት ለማሟላት ወሳኝ አካል ነው. ሚሳኤሎች በከፍተኛ ፍጥነት ባለው በረራ ወቅት ኃይለኛ የአየር ሙቀት እና ተፅእኖ እንደሚያጋጥማቸው ከግምት ውስጥ በማስገባት ከጠንካራ የውጊያ አካባቢዎች ጋር ፣ ራዶም ከፍተኛ ጥንካሬ ፣ ተፅእኖን የመቋቋም እና ከአሸዋ ፣ ዝናብ እና ሌሎች ከባድ የአየር ሁኔታዎች መሸርሸርን የመቋቋም ችሎታ ሊኖረው ይገባል። እጅግ በጣም ጥሩ የብርሃን ማስተላለፊያ፣ የላቀ የሜካኒካል ባህሪያት እና የተረጋጋ ኬሚካላዊ ባህሪያት ያላቸው የሳፋየር ክሪስታሎች ለሚሳይል ኢንፍራሬድ መስኮቶች ተስማሚ ቁሳቁስ ሆነዋል።

LED substrates ትልቁን የሰንፔር መተግበሪያን ይወክላሉ። የ LED መብራት ከፍሎረሰንት እና ኃይል ቆጣቢ መብራቶች በኋላ እንደ ሦስተኛው አብዮት ይቆጠራል። የ LEDs መርህ የኤሌክትሪክ ኃይልን ወደ ብርሃን ኃይል መለወጥን ያካትታል. ጅረት በሴሚኮንዳክተር ውስጥ ሲያልፍ ጉድጓዶች እና ኤሌክትሮኖች ይዋሃዳሉ ፣በብርሃን መልክ ከመጠን በላይ ኃይል ይለቃሉ ፣ በመጨረሻም ብርሃን ይፈጥራሉ። የ LED ቺፕ ቴክኖሎጂ በኤፒታክሲያል ዋይፋዎች ላይ የተመሰረተ ነው፣ ይህም የጋዝ ቁሶች በንብርብር በንብርብር ወደ ንጣፍ ላይ በሚቀመጡበት ነው። ዋናው የመሠረት ቁሳቁስ የሲሊኮን ንጣፎችን, የሲሊኮን ካርቦይድ ንጣፎችን እና የሳፋይር ንጣፎችን ያካትታሉ. ከነዚህም መካከል የሰንፔር ንኡስ ንኡስ እቃዎች ከሌሎቹ ሁለቱ ጉልህ ጥቅሞችን ይሰጣሉ, እነሱም የመሳሪያውን መረጋጋት, የበሰለ የዝግጅት ቴክኖሎጂ, የሚታየውን ብርሃን አለመቀበል, ጥሩ የብርሃን ማስተላለፊያ እና መጠነኛ ዋጋ. መረጃ እንደሚያሳየው 80% የአለም የ LED ኩባንያዎች ሰንፔርን እንደ ንብረታቸው ይጠቀማሉ።

ከላይ ከተጠቀሱት አፕሊኬሽኖች በተጨማሪ ሰንፔር ክሪስታሎች በሞባይል ስልክ ስክሪኖች ፣በህክምና መሳሪያዎች ፣በጌጣጌጥ ማስጌጫዎች እና ለተለያዩ ሳይንሳዊ መፈለጊያ መሳሪያዎች እንደ ሌንሶች እና ፕሪዝም ያሉ የመስኮት ቁሳቁሶችም ያገለግላሉ።

2. የገበያ መጠን እና ተስፋዎች

በፖሊሲ ድጋፍ እና በመስፋፋት የ LED ቺፖችን አተገባበር ሁኔታዎች ፣ የሳፋየር ንኡስ ንጣፎች ፍላጎት እና የገበያ መጠናቸው ባለ ሁለት አሃዝ እድገት ይጠበቃል። እ.ኤ.አ. በ 2025 ፣ የሰንፔር ንጥረ ነገሮች ጭነት መጠን 103 ሚሊዮን ቁርጥራጮች (ወደ 4-ኢንች substrates የተቀየረ) ፣ ከ 2021 ጋር ሲነፃፀር የ 63% ጭማሪን ይወክላል ፣ ከ 2021 እስከ 2025 አጠቃላይ ዓመታዊ የእድገት መጠን (CAGR) 13% ፣ የሳፒየር የገበያ መጠን በ 2 ¥ 2 ¥ 5 ቢሊዮን ይደርሳል ተብሎ ይጠበቃል ። ከ 2021 ጋር ሲነፃፀር 108% ጨምሯል ፣ ከ 2021 እስከ 2025 በ CAGR 20% ። እንደ “ቅድመ-መለዋወጫ” ፣ የሳፋየር ክሪስታሎች የገበያ መጠን እና የእድገት አዝማሚያ ግልፅ ነው።

3. የሳፊየር ክሪስታሎች ዝግጅት

እ.ኤ.አ. ከ1891 ጀምሮ ፈረንሳዊው ኬሚስት ቬርኒዩል ኤ. አርቴፊሻል ጄም ክሪስታሎችን ለማምረት የነበልባል ውህደት ዘዴን ለመጀመሪያ ጊዜ ከፈጠረ በኋላ የሰው ሰራሽ ሰንፔር ክሪስታል እድገት ጥናት ከመቶ ዓመት በላይ ቆይቷል። በዚህ ወቅት፣ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ እድገቶች ለከፍተኛ ክሪስታል ጥራት፣ የተሻሻለ የአጠቃቀም መጠን እና የምርት ወጪን ለመቀነስ የኢንዱስትሪ ፍላጎቶችን ለማሟላት በሰንፔር እድገት ቴክኒኮች ላይ ሰፊ ምርምር እንዲያደርጉ አድርጓል። እንደ Czochralski ዘዴ, Kyropoulos ዘዴ, ጠርዝ-የተገለጸ ፊልም-Fed ዕድገት (EFG) ዘዴ, እና ሙቀት ልውውጥ ዘዴ (HEM) ያሉ ሰንፔር ክሪስታሎች እያደገ የተለያዩ አዳዲስ ዘዴዎች እና ቴክኖሎጂዎች ብቅ.

3.1 የ Czochralski የሳፒየር ክሪስታሎች የማደግ ዘዴ
በ 1918 በCzochralski J. በአቅኚነት የነበረው የCzochralski ዘዴ የCzochralski ቴክኒክ (በአጭሩ የCz ዘዴ) በመባልም ይታወቃል። እ.ኤ.አ. በ 1964, ፖላዲኖ AE እና Rotter BD ይህን ዘዴ ለመጀመሪያ ጊዜ የሳፕፋይር ክሪስታሎችን ለማምረት ተጠቀሙ. እስከዛሬ ድረስ, ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የሳፋይር ክሪስታሎች በብዛት አምርቷል. መርሆው ጥሬውን በማቅለጥ ማቅለጥ, ከዚያም አንድ ነጠላ ክሪስታል ዘር ወደ ማቅለጫው ወለል ውስጥ ማስገባትን ያካትታል. በደረቅ-ፈሳሽ በይነገጽ ላይ ባለው የሙቀት ልዩነት ምክንያት ከመጠን በላይ ማቀዝቀዝ ይከሰታል ፣ ይህም ማቅለጡ በዘሩ ወለል ላይ እንዲጠነክር እና ከዘሩ ጋር ተመሳሳይ ክሪስታል መዋቅር ያለው ነጠላ ክሪስታል ማደግ ይጀምራል። በተወሰነ ፍጥነት በሚሽከረከርበት ጊዜ ዘሩ ቀስ በቀስ ወደ ላይ ይጎትታል. ዘሩ በሚጎተትበት ጊዜ ማቅለጡ ቀስ በቀስ በመገናኛው ላይ ይጠናከራል, አንድ ነጠላ ክሪስታል ይፈጥራል. ይህ ዘዴ, ከመቅለጥ ውስጥ ክሪስታል መሳብን ያካትታል, ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ነጠላ ክሪስታሎች ለማዘጋጀት ከተለመዱት ዘዴዎች አንዱ ነው.

የ Czochralski ዘዴ ጥቅሞች የሚከተሉትን ያካትታሉ: (1) ፈጣን የእድገት መጠን, በአጭር ጊዜ ውስጥ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ነጠላ ክሪስታሎች ለማምረት ያስችላል; (2) ክሪስታሎች ከግድቡ ግድግዳ ጋር ሳይገናኙ በማቅለጥ ቦታ ላይ ያድጋሉ, ውስጣዊ ውጥረትን በተሳካ ሁኔታ ይቀንሳሉ እና ክሪስታል ጥራትን ያሻሽላሉ. ይሁን እንጂ የዚህ ዘዴ ዋነኛው መሰናክል ትልቅ መጠን ያላቸውን ክሪስታሎች ለማምረት በጣም አመቺ ባለመሆኑ ትላልቅ ዲያሜትር ያላቸው ክሪስታሎች የማደግ ችግር ነው.

3.2 የኪሮፖውሎስ የሳፒየር ክሪስታሎች የማደግ ዘዴ

እ.ኤ.አ. በ1926 በኪሮፖሎስ የተፈለሰፈው የኪሮፖሎስ ዘዴ (በ KY ዘዴ በምህፃረ ቃል) ከ Czochralski ዘዴ ጋር ተመሳሳይነት አለው። የዘር ክሪስታልን ወደ ማቅለጫው ወለል ውስጥ ማስገባት እና ቀስ ብሎ ወደ ላይ በመሳብ አንገትን መፍጠርን ያካትታል. በሟሟ ዘር በይነገጽ ላይ ያለው የማጠናከሪያ መጠን ከተረጋጋ፣ ዘሩ አይጎተትም ወይም አይዞርም። በምትኩ፣ ነጠላ ክሪስታል ቀስ በቀስ ከላይ ወደ ታች እንዲጠናከር፣ በመጨረሻም አንድ ክሪስታል እንዲፈጠር የማቀዝቀዣው መጠን ቁጥጥር ይደረግበታል።

የኪሮፖውሎስ ሂደት ከፍተኛ ጥራት ያላቸው፣ አነስተኛ ጉድለት ያለበት፣ ትልቅ እና ምቹ ወጪ ቆጣቢነት ያላቸውን ክሪስታሎች ያመነጫል።

3.3 በ Edge-Defined Film-Fed Growth (EFG) የሳፒየር ክሪስታሎች የማደግ ዘዴ
የ EFG ዘዴ ቅርጽ ያለው ክሪስታል የእድገት ቴክኖሎጂ ነው. የእሱ መርህ ከፍተኛ የማቅለጫ ቦታን ወደ ሻጋታ ማስገባትን ያካትታል. ማቅለጫው ከዘሩ ክሪስታል ጋር በሚገናኝበት በካፒላሪ እርምጃ በኩል ወደ ሻጋታው አናት ይሳባል. ዘሩ ሲጎተት እና ማቅለጫው ሲጠናከር, አንድ ነጠላ ክሪስታል ይሠራል. የሻጋታው ጠርዝ መጠን እና ቅርፅ የክሪስታል ልኬቶችን ይገድባል. ስለዚህ ይህ ዘዴ የተወሰኑ ገደቦች አሉት እና በዋነኝነት እንደ ቱቦዎች እና ዩ-ቅርጽ መገለጫዎች ላሉ ቅርፅ ያላቸው የሳፋየር ክሪስታሎች ተስማሚ ነው።

3.4 የሙቀት ልውውጥ ዘዴ (HEM) የሳፒየር ክሪስታሎችን ለማሳደግ
ትልቅ መጠን ያለው ሰንፔር ክሪስታሎችን ለማዘጋጀት የሙቀት ልውውጥ ዘዴ በፍሬድ ሽሚድ እና ዴኒስ በ 1967 ተፈጠረ። የ HEM ስርዓት እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት መከላከያ ፣ በማቅለጥ እና በክሪስታል ውስጥ ያለውን የሙቀት ቅልጥፍናን ገለልተኛ ቁጥጥር እና ጥሩ ቁጥጥርን ያሳያል። በአንፃራዊነት በቀላሉ ዝቅተኛ የመፈናቀል እና ትልቅ መጠን ያለው የሳፋይር ክሪስታሎችን ይፈጥራል።

የ HEM ዘዴ ጥቅሞች በእድገት ወቅት በክሩብል, በክሪስታል እና በማሞቂያው ውስጥ የመንቀሳቀስ አለመኖር, እንደ ኪሮፖሎስ እና ዞቻራልስኪ ዘዴዎች ያሉ የመሳብ ድርጊቶችን ያስወግዳል. ይህ የሰዎችን ጣልቃገብነት ይቀንሳል እና በሜካኒካዊ እንቅስቃሴ ምክንያት የሚመጡትን ክሪስታል ጉድለቶች ያስወግዳል. በተጨማሪም የሙቀት ጭንቀትን እና የሚያስከትለውን የክሪስታል መሰንጠቅ እና የመፈናቀል ጉድለቶችን ለመቀነስ የማቀዝቀዣውን መጠን መቆጣጠር ይቻላል። ይህ ዘዴ ትልቅ መጠን ያላቸውን ክሪስታሎች ለማደግ ያስችላል, በአንፃራዊነት ለመሥራት ቀላል ነው, እና ተስፋ ሰጪ የልማት ተስፋዎችን ይይዛል.

በሰንፔር ክሪስታል እድገት እና ትክክለኛነት ሂደት ውስጥ ጥልቅ እውቀትን በመጠቀም XKH ለመከላከያ ፣ ለ LED እና ለኦፕቶኤሌክትሮኒክስ አፕሊኬሽኖች የተበጁ ከጫፍ እስከ ጫፍ ብጁ የሳፋየር ዋፈር መፍትሄዎችን ይሰጣል ። ከሰንፔር በተጨማሪ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶችን የሲሊኮን ካርቦዳይድ (ሲሲ) ዋፈርስ፣ የሲሊኮን ዋፈርስ፣ የሲሲ ሴራሚክ ክፍሎች እና የኳርትዝ ምርቶችን እናቀርባለን። ደንበኞቻችን በላቁ የኢንዱስትሪ እና የምርምር አፕሊኬሽኖች የላቀ አፈፃፀም እንዲያገኙ በማገዝ ልዩ ጥራትን፣ አስተማማኝነትን እና የቴክኒክ ድጋፍን በሁሉም ቁሳቁሶች እናረጋግጣለን።