Optical-Grade Silicon Carbide Waveguide AR Glasses: ການ​ກະ​ກຽມ​ຂອງ​ການ​ກະ​ກຽມ​ຂອງ​ຄວາມ​ບໍ​ລິ​ສຸດ​ເຄິ່ງ insulating substrates

ຕໍ່ກັບສິ່ງຫຍໍ້ທໍ້ຂອງການປະຕິວັດ AI, ແວ່ນຕາ AR ຄ່ອຍໆເຂົ້າສູ່ສະຕິຂອງສາທາລະນະຊົນ. ໃນຖານະທີ່ເປັນຮູບປະທຳທີ່ຜະສົມຜະສານໂລກສະເໝືອນ ແລະໂລກຈິງຢ່າງບໍ່ຢຸດຢັ້ງ, ແວ່ນຕາ AR ແຕກຕ່າງຈາກອຸປະກອນ VR ໂດຍໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້ທັງຮູບພາບທີ່ຄາດໄວ້ດ້ວຍດິຈິຕອລ ແລະແສງສະພາບແວດລ້ອມອ້ອມຂ້າງພ້ອມໆກັນ. ເພື່ອບັນລຸການທໍາງານສອງອັນນີ້ - ການຖ່າຍພາບ microdisplay ເຂົ້າໄປໃນຕາໃນຂະນະທີ່ຮັກສາການສົ່ງແສງຈາກພາຍນອກ - ແວ່ນຕາ AR ທີ່ອີງໃສ່ silicon carbide (SiC) optical-grade ໃຊ້ສະຖາປັດຕະ waveguide (lightguide). ການອອກແບບນີ້ໃຊ້ການສະທ້ອນພາຍໃນທັງໝົດເພື່ອສົ່ງຮູບພາບ, ຄ້າຍຄືກັນກັບການສົ່ງສາຍໃຍແສງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນແຜນວາດ schematic.

ໂດຍປົກກະຕິ, ແຜ່ນຮອງເຄິ່ງທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ 6 ນິ້ວສາມາດຜະລິດແວ່ນຕາ 2 ຄູ່, ໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນໃຕ້ດິນ 8 ນິ້ວສາມາດບັນຈຸໄດ້ 3-4 ຄູ່. ການຮັບຮອງເອົາວັດສະດຸ SiC ໃຫ້ສາມຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນ:

1. ດັດຊະນີການສະທ້ອນແສງທີ່ໂດດເດັ່ນ (2.7): ເປີດໃຊ້ > 80° ພື້ນທີ່ເບິ່ງສີເຕັມ (FOV) ດ້ວຍຊັ້ນເລນດຽວ, ກໍາຈັດສິ່ງປະດິດຂອງສາຍຮຸ້ງທີ່ພົບເລື້ອຍໃນການອອກແບບ AR ທຳມະດາ.
2. Integrated tri-color waveguide (RGB) : ແທນທີ່ stacks waveguide ຫຼາຍຊັ້ນ, ຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດອຸປະກອນແລະນ້ໍາຫນັກ.
3. ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ທີ່​ດີກ​ວ່າ (490 W/m·K​)​: ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ການ​ສະ​ສົມ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ການ​ເສື່ອມ​ສະ​ພາບ​ທາງ​ແສງ​.

ຄຸນປະໂຫຍດເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຊຸກຍູ້ຄວາມຕ້ອງການຂອງຕະຫຼາດທີ່ເຂັ້ມແຂງສໍາລັບແວ່ນຕາ AR ທີ່ອີງໃສ່ SiC. SiC ເກຣດ optical ທີ່ໃຊ້ໂດຍປົກກະຕິປະກອບດ້ວຍໄປເຊຍກັນເຄິ່ງ insulating (HPSI) ຄວາມບໍລິສຸດສູງ, ເຊິ່ງຄວາມຕ້ອງການການກະກຽມທີ່ເຂັ້ມງວດເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງໃນປະຈຸບັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ການພັດທະນາຂອງຊັ້ນລຸ່ມ HPSI SiC ແມ່ນສໍາຄັນ.

1. ການສັງເຄາະຂອງ Semi-Insulating SiC Powder
ການຜະລິດໃນຂອບເຂດອຸດສາຫະກໍາສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ການສັງເຄາະຕົວຂະຫຍາຍພັນດ້ວຍຄວາມຮ້ອນສູງ (SHS), ຂະບວນການທີ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄວບຄຸມຢ່າງລະມັດລະວັງ:

• ວັດຖຸດິບ: ຜົງກາກບອນ/ຊິລິຄອນບໍລິສຸດ 99.999% ທີ່ມີຂະໜາດອະນຸພາກ 10-100 μm.
• ຄວາມບໍລິສຸດ Crucible: ອົງປະກອບຂອງ Graphite ຜ່ານການຊໍາລະດ້ວຍອຸນຫະພູມສູງເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການແຜ່ກະຈາຍຂອງ impurity ໂລຫະ.
• ການຄວບຄຸມບັນຍາກາດ: 6N-purity argon (ມີ in-line purifiers) ສະກັດກັ້ນການລວມຕົວຂອງໄນໂຕຣເຈນ; ການຕິດຕາມທາດອາຍແກັສ HCl/H₂ ອາດຈະຖືກນໍາສະເຫນີເພື່ອເຮັດໃຫ້ເກີດການລະເຫີຍຂອງທາດປະສົມ boron ແລະຫຼຸດຜ່ອນໄນໂຕຣເຈນ, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ H₂ ຕ້ອງການການເພີ່ມປະສິດທິພາບເພື່ອປ້ອງກັນການກັດກ່ອນຂອງກາຟ.
• ມາດຕະຖານອຸປະກອນ: ເຕົາສັງເຄາະຕ້ອງບັນລຸ <10⁻⁴ Pa ສູນສູນຍາກາດ, ໂດຍມີໂປຣໂຕຄໍການກວດສອບການຮົ່ວໄຫຼຢ່າງເຂັ້ມງວດ.

2. ສິ່ງທ້າທາຍການເຕີບໂຕຂອງ Crystal
ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ HPSI SiC ແບ່ງປັນຄວາມຕ້ອງການຄວາມບໍລິສຸດທີ່ຄ້າຍຄືກັນ:

• ວັດສະດຸປ້ອນ: ຝຸ່ນ SiC ຄວາມບໍລິສຸດ 6N+ ທີ່ມີ B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³, Fe/Ti/O ຕ່ຳກວ່າເກນກຳນົດ, ແລະ ໂລຫະທີ່ເປັນດ່າງໜ້ອຍສຸດ (Na/K).
• ລະບົບອາຍແກັສ: 6N argon / hydrogen blends ເສີມຂະຫຍາຍຄວາມຕ້ານທານ.
• ອຸປະກອນ: ປໍ້າໂມເລກຸນຮັບປະກັນສູນຍາກາດສູງ (<10⁻⁶ Pa); ການປິ່ນປົວກ່ອນ crucible ແລະການລ້າງໄນໂຕຣເຈນແມ່ນສໍາຄັນ.

ນະວັດຕະກໍາການປຸງແຕ່ງ Substrate
ເມື່ອປຽບທຽບກັບຊິລິໂຄນ, ຮອບວຽນການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ຍາວນານຂອງ SiC ແລະຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເກີດຂື້ນມາ (ເຮັດໃຫ້ເກີດຮອຍແຕກ / ແຕກຂອບ) ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການປຸງແຕ່ງຂັ້ນສູງ:

• ການຕັດດ້ວຍເລເຊີ: ເພີ່ມຜົນຜະລິດຈາກ 30 wafers (350 μm, ສາຍເລື່ອຍ) ເປັນ > 50 wafers ຕໍ່ boule 20-mm, ມີທ່າແຮງສໍາລັບການບາງໆ 200-μm. ເວລາການປຸງແຕ່ງຫຼຸດລົງຈາກ 10-15 ມື້ (ສາຍເລື່ອຍ) ຫາ <20 ນາທີ/ເວເຟີສຳລັບໄປເຊຍກັນ 8 ນິ້ວ.

3. ການຮ່ວມມືດ້ານອຸດສາຫະກໍາ

ທີມງານ Orion ຂອງ Meta ໄດ້ບຸກເບີກການຮັບຮອງເອົາຄື້ນແສງ SiC ລະດັບ optical, ຊຸກຍູ້ການລົງທຶນ R&D. ການ​ຮ່ວມ​ມື​ທີ່​ສໍາ​ຄັນ​ປະ​ກອບ​ມີ​:

• TankeBlue & MUDI Micro: ການພັດທະນາຮ່ວມກັນຂອງເລນທິດທາງຄື້ນ AR diffractive.
• Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL, & Kunyou Optoelectronics: ພັນທະມິດຍຸດທະສາດສໍາລັບການລວມຕົວຕ່ອງໂສ້ການສະຫນອງ AI/AR.

ການຄາດຄະເນຕະຫຼາດຄາດຄະເນ 500,000 ຫນ່ວຍ AR ທີ່ໃຊ້ SiC ຕໍ່ປີໃນປີ 2027, ບໍລິໂພກ 250,000 6 ນິ້ວ (ຫຼື 125,000 8 ນິ້ວ). ເສັ້ນທາງນີ້ເນັ້ນໃສ່ບົດບາດການຫັນປ່ຽນຂອງ SiC ໃນ AR optics ລຸ້ນຕໍ່ໄປ.

XKH ມີຄວາມຊ່ຽວຊານໃນການສະຫນອງອຸປະກອນຊັ້ນເທິງ 4H-ເຄິ່ງ insulating (4H-SEMI) SiC ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ຕັ້ງແຕ່ 2-inch ຫາ 8-inch, ປັບແຕ່ງເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການສະເພາະໃນ RF, power electronics, ແລະ AR/VR optics. ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງພວກເຮົາປະກອບມີການສະຫນອງປະລິມານທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້, ການປັບແຕ່ງຄວາມແມ່ນຍໍາ (ຄວາມຫນາ, ການວາງທິດທາງ, ການສໍາເລັດຮູບຫນ້າດິນ), ແລະການປຸງແຕ່ງພາຍໃນເຮືອນຢ່າງເຕັມທີ່ຈາກການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນເພື່ອຂັດ. ນອກເຫນືອຈາກ 4H-SEMI, ພວກເຮົາຍັງສະເຫນີ 4H-N-type, 4H / 6H-P-type, ແລະ substrates 3C-SiC, ສະຫນັບສະຫນູນຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ semiconductor ແລະ optoelectronic ນະວັດກໍາ.