Оптик зэрэглэлийн цахиурын карбидын долгион хөтлүүртэй AR шил: Өндөр цэвэршилттэй хагас тусгаарлагч суурь бэлтгэх

Хиймэл оюун ухааны хувьсгалын цаана AR нүдний шил аажмаар олон нийтийн ухамсарт нэвтэрч байна. Виртуал болон бодит ертөнцийг хослуулсан загвар болох AR нүдний шил нь хэрэглэгчдэд дижитал проекцоор дүрслэх болон орчны гэрлийг нэгэн зэрэг мэдрэх боломжийг олгодогоороо VR төхөөрөмжөөс ялгаатай. Энэхүү хос функцийг хэрэгжүүлэхийн тулд - гаднах гэрлийн дамжуулалтыг хадгалахын зэрэгцээ микро дэлгэцийн зургийг нүд рүү проекцлох - оптик зэрэглэлийн цахиурын карбид (SiC) дээр суурилсан AR нүдний шил нь долгион хөтлөгч (гэрлийн хөтлөгч) архитектурыг ашигладаг. Энэхүү загвар нь бүдүүвч диаграммд үзүүлсэн шиг оптик шилэн дамжуулалттай төстэй дүрс дамжуулахын тулд бүрэн дотоод тусгалыг ашигладаг.

Ерөнхийдөө нэг 6 инчийн өндөр цэвэршилттэй хагас дулаалгатай суурь нь 2 хос шил гаргаж чаддаг бол 8 инчийн суурь нь 3-4 хос багтаамжтай байдаг. SiC материалыг ашиглах нь гурван чухал давуу талыг олгодог:

1. Онцгой хугарлын индекс (2.7): Нэг линзний давхаргатайгаар >80° бүрэн өнгөт харах талбарыг (FOV) идэвхжүүлж, уламжлалт AR загварт түгээмэл тохиолддог солонгон гажуудлыг арилгана.
2. Нэгдсэн гурван өнгийн (RGB) долгион хөтлөгч: Олон давхаргат долгион хөтлөгчийг сольж, төхөөрөмжийн хэмжээ болон жинг бууруулдаг.
3. Дулаан дамжуулах чанар сайтай (490 Вт/м·К): Дулаан хуримтлалаас үүдэлтэй оптик доройтлыг бууруулдаг.

Эдгээр давуу талууд нь SiC дээр суурилсан AR шилний зах зээлийн эрэлтийг хүчтэй болгосон. Ашигласан оптик зэрэглэлийн SiC нь ихэвчлэн өндөр цэвэршилттэй хагас тусгаарлагч (HPSI) талстуудаас бүрддэг бөгөөд хатуу бэлтгэлийн шаардлага нь одоогийн өндөр өртөгт нөлөөлдөг. Үүний үр дүнд HPSI SiC суурь боловсруулах нь чухал юм.

1. Хагас тусгаарлагчтай SiC нунтаг нийлэгжүүлэх
Аж үйлдвэрийн хэмжээний үйлдвэрлэлд голчлон өндөр температурт өөрөө тархдаг синтез (SHS) ашигладаг бөгөөд энэ нь нарийн хяналт шаарддаг үйл явц юм.

• Түүхий эд: 10–100 μм хэмжээтэй, 99.999% цэвэр нүүрстөрөгч/цахиурын нунтаг.
• Тигелийн цэвэршилт: Графитын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг металл хольцын тархалтыг багасгахын тулд өндөр температурт цэвэршүүлдэг.
• Агаар мандлын хяналт: 6N-цэвэршилттэй аргон (шугам доторх цэвэршүүлэгчтэй) нь азотын нэвчилтийг дарангуйлдаг; борын нэгдлүүдийг ууршуулж, азотыг бууруулахын тулд ул мөр HCl/H₂ хий оруулж болох боловч H₂-ийн концентрацийг бал чулууны зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд оновчтой болгох шаардлагатай.
• Тоног төхөөрөмжийн стандарт: Синтезийн зуух нь <10⁻⁴ Па суурьтай вакуумтай байх ёстой бөгөөд гоожих хяналтын нарийн протоколтой байх ёстой.

2. Кристал өсөлтийн бэрхшээлүүд
HPSI SiC өсөлт нь ижил төстэй цэвэр байдлын шаардлагыг хуваалцдаг:

• Түүхий эд: B/Al/N <10¹⁶ см⁻³, Fe/Ti/O нь босго хэмжээнээс доогуур, шүлтийн металл (Na/K) хамгийн бага агууламжтай 6N+-цэвэршилттэй SiC нунтаг.
• Хийн систем: 6N аргон/устөрөгчийн холимог нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.
• Тоног төхөөрөмж: Молекулын шахуурга нь хэт өндөр вакуум (<10⁻⁶ Па)-г хангадаг; тигелийг урьдчилан цэвэрлэх болон азотын цэвэрлэгээ хийх нь чухал юм.

2.1 Субстрат боловсруулах инноваци
Цахиуртай харьцуулахад SiC-ийн удаан хугацааны өсөлтийн мөчлөг болон төрөлхийн стресс (хагарал/ирмэгийн хагарал үүсгэдэг) нь дэвшилтэт боловсруулалтыг шаарддаг:

• Лазер зүсэлт: 20 мм-ийн буль тутамд 30 ширхэг вафли (350 μм, утсан хөрөө)-ийн гарцыг 50 ширхэгээс дээш болгож, 200 μм-ийн нимгэрэлт хийх боломжтой. Боловсруулах хугацаа 8 инчийн талстуудын хувьд 10-15 хоногоос (утсан хөрөө) <20 минут/вафли болж буурдаг.

3. Салбарын хамтын ажиллагаа

Метагийн Орионы баг нь оптик зэрэглэлийн SiC долгион хөтлөгчийг нэвтрүүлэх ажлыг анхлан эхлүүлсэн бөгөөд энэ нь судалгаа, хөгжлийн хөрөнгө оруулалтыг эрчимжүүлсэн. Гол түншлэлүүд нь:

• TankeBlue & MUDI Micro: AR дифракцийн долгион хөтлөгч линзийг хамтран хөгжүүлэх.
• Жингшен Мех, Лонгки Тек, XREAL, & Кунью Оптоэлектроник: Хиймэл оюун ухаан/AR хангамжийн сүлжээг нэгтгэх стратегийн холбоо.

Зах зээлийн урьдчилсан тооцоогоор 2027 он гэхэд жилд 500,000 SiC дээр суурилсан AR төхөөрөмж үйлдвэрлэгдэх бөгөөд 250,000 6 инчийн (эсвэл 125,000 8 инчийн) суурь материал хэрэглэнэ гэж тооцоолж байна. Энэхүү замнал нь дараагийн үеийн AR оптикт SiC-ийн өөрчлөлтийн үүргийг онцолж байна.

XKH нь RF, цахилгаан электроник, AR/VR оптикийн тодорхой хэрэглээний шаардлагыг хангахын тулд тохируулан тохируулж болох 2 инчээс 8 инч хүртэлх диаметртэй өндөр чанартай 4H-хагас тусгаарлагч (4H-SEMI) SiC суурь материалыг нийлүүлэх чиглэлээр мэргэшсэн. Бидний давуу талууд нь найдвартай эзэлхүүн хангамж, нарийвчлалтай тохируулга (зузаан, чиглэл, гадаргуугийн өнгөлгөө), болор ургалтаас эхлээд өнгөлгөө хүртэлх бүрэн дотоод боловсруулалт юм. 4H-SEMI-ээс гадна бид олон төрлийн хагас дамжуулагч болон оптоэлектроник инновацийг дэмждэг 4H-N төрлийн, 4H/6H-P төрлийн, 3C-SiC суурь материалыг санал болгодог.