12-calowy wafel szafirowy C-Plane SSP/DSP
Szczegółowy diagram
Wprowadzenie do szafiru
Płytka szafirowa to monokrystaliczny materiał podłoża wykonany z syntetycznego tlenku glinu (Al₂O₃) o wysokiej czystości. Duże kryształy szafiru są hodowane zaawansowanymi metodami, takimi jak metoda Kyropoulos (KY) lub metoda wymiany ciepła (HEM), a następnie poddawane obróbce poprzez cięcie, orientację, szlifowanie i precyzyjne polerowanie. Ze względu na wyjątkowe właściwości fizyczne, optyczne i chemiczne, płytka szafirowa odgrywa niezastąpioną rolę w dziedzinie półprzewodników, optoelektroniki i zaawansowanej elektroniki użytkowej.
Główne metody syntezy szafiru
| Metoda | Zasada | Zalety | Główne zastosowania |
|---|---|---|---|
| Metoda Verneuila(Fuzja płomieni) | Proszek Al₂O₃ o wysokiej czystości jest topiony w płomieniu tlenowo-wodorowym, krople krzepną warstwa po warstwie na zarodku | Niski koszt, wysoka wydajność, stosunkowo prosty proces | Szafiry o jakości jubilerskiej, wczesne materiały optyczne |
| Metoda Czochralskiego (CZ) | Al₂O₃ rozpuszcza się w tyglu, a następnie powoli wyciąga się kryształ zarodkowy w górę, aby wyrósł | Tworzy stosunkowo duże kryształy o dobrej integralności | Kryształy laserowe, okna optyczne |
| Metoda Kyropoulosa (KY) | Kontrolowane, powolne chłodzenie pozwala na stopniowy wzrost kryształu wewnątrz tygla | Możliwość hodowli kryształów o dużych rozmiarach i niskim naprężeniu (dziesiątki kilogramów lub więcej) | Podłoża LED, ekrany smartfonów, elementy optyczne |
| Metoda HEM(Wymiana ciepła) | Chłodzenie zaczyna się od góry tygla, kryształy rosną w dół od zarodka | Produkuje bardzo duże kryształy (nawet do kilkuset kilogramów) o jednolitej jakości | Duże okna optyczne, lotnictwo i optyka wojskowa |
Orientacja kryształu
| Orientacja / Płaszczyzna | Indeks Millera | Charakterystyka | Główne zastosowania |
|---|---|---|---|
| Płaszczyzna C | (0001) | Prostopadle do osi c, powierzchnia polarna, atomy ułożone równomiernie | Diody LED, diody laserowe, podłoża epitaksjalne GaN (najczęściej stosowane) |
| Samolot A | (11-20) | Równolegle do osi c, powierzchnia niepolarna, zapobiega efektom polaryzacji | Epitaksja GaN niepolarna, urządzenia optoelektroniczne |
| M-płaszczyzna | (10-10) | Równolegle do osi c, niepolarne, o wysokiej symetrii | Wysokowydajna epitaksja GaN, urządzenia optoelektroniczne |
| Płaszczyzna R | (1-102) | Nachylony do osi c, doskonałe właściwości optyczne | Okna optyczne, detektory podczerwieni, komponenty laserowe |
Specyfikacja wafli szafirowych (możliwość dostosowania)
| Przedmiot | 1-calowe płytki szafirowe C-plane(0001) 430 μm | |
| Materiały kryształowe | 99,999%, wysoka czystość, monokrystaliczny Al2O3 | |
| Stopień | Prime, gotowy na Epi | |
| Orientacja powierzchni | Płaszczyzna C(0001) | |
| Płaszczyzna C odchylona od kąta w kierunku osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Średnica | 25,4 mm +/- 0,1 mm | |
| Grubość | 430 mikrometrów +/- 25 mikrometrów | |
| Jednostronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (SSP) | Powierzchnia tylna | Drobno zmielony, Ra = 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dwustronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (DSP) | Powierzchnia tylna | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| UKŁON | < 5 μm | |
| OSNOWA | < 5 μm | |
| Czyszczenie / Pakowanie | Czyszczenie pomieszczeń czystych klasy 100 i pakowanie próżniowe, | |
| 25 sztuk w opakowaniu kasetowym lub pojedynczo. | ||
| Przedmiot | 2-calowe płytki szafirowe C-plane(0001) 430 μm | |
| Materiały kryształowe | 99,999%, wysoka czystość, monokrystaliczny Al2O3 | |
| Stopień | Prime, gotowy na Epi | |
| Orientacja powierzchni | Płaszczyzna C(0001) | |
| Płaszczyzna C odchylona od kąta w kierunku osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Średnica | 50,8 mm +/- 0,1 mm | |
| Grubość | 430 mikrometrów +/- 25 mikrometrów | |
| Podstawowa orientacja płaska | Płaszczyzna A (11-20) +/- 0,2° | |
| Długość płaska podstawowa | 16,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Jednostronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (SSP) | Powierzchnia tylna | Drobno zmielony, Ra = 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dwustronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (DSP) | Powierzchnia tylna | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| UKŁON | < 10 μm | |
| OSNOWA | < 10 μm | |
| Czyszczenie / Pakowanie | Czyszczenie pomieszczeń czystych klasy 100 i pakowanie próżniowe, | |
| 25 sztuk w opakowaniu kasetowym lub pojedynczo. | ||
| Przedmiot | 3-calowe płytki szafirowe C-plane(0001) o grubości 500 μm | |
| Materiały kryształowe | 99,999%, wysoka czystość, monokrystaliczny Al2O3 | |
| Stopień | Prime, gotowy na Epi | |
| Orientacja powierzchni | Płaszczyzna C(0001) | |
| Płaszczyzna C odchylona od kąta w kierunku osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Średnica | 76,2 mm +/- 0,1 mm | |
| Grubość | 500 mikrometrów +/- 25 mikrometrów | |
| Podstawowa orientacja płaska | Płaszczyzna A (11-20) +/- 0,2° | |
| Długość płaska podstawowa | 22,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Jednostronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (SSP) | Powierzchnia tylna | Drobno zmielony, Ra = 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dwustronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (DSP) | Powierzchnia tylna | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| UKŁON | < 15 μm | |
| OSNOWA | < 15 μm | |
| Czyszczenie / Pakowanie | Czyszczenie pomieszczeń czystych klasy 100 i pakowanie próżniowe, | |
| 25 sztuk w opakowaniu kasetowym lub pojedynczo. | ||
| Przedmiot | 4-calowe płytki szafirowe C-plane(0001) 650 μm | |
| Materiały kryształowe | 99,999%, wysoka czystość, monokrystaliczny Al2O3 | |
| Stopień | Prime, gotowy na Epi | |
| Orientacja powierzchni | Płaszczyzna C(0001) | |
| Płaszczyzna C odchylona od kąta w kierunku osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Średnica | 100,0 mm +/- 0,1 mm | |
| Grubość | 650 μm +/- 25 μm | |
| Podstawowa orientacja płaska | Płaszczyzna A (11-20) +/- 0,2° | |
| Długość płaska podstawowa | 30,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Jednostronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (SSP) | Powierzchnia tylna | Drobno zmielony, Ra = 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dwustronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (DSP) | Powierzchnia tylna | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| UKŁON | < 20 μm | |
| OSNOWA | < 20 μm | |
| Czyszczenie / Pakowanie | Czyszczenie pomieszczeń czystych klasy 100 i pakowanie próżniowe, | |
| 25 sztuk w opakowaniu kasetowym lub pojedynczo. | ||
| Przedmiot | 6-calowe płytki szafirowe C-plane(0001) o grubości 1300 μm | |
| Materiały kryształowe | 99,999%, wysoka czystość, monokrystaliczny Al2O3 | |
| Stopień | Prime, gotowy na Epi | |
| Orientacja powierzchni | Płaszczyzna C(0001) | |
| Płaszczyzna C odchylona od kąta w kierunku osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Średnica | 150,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Grubość | 1300 mikrometrów +/- 25 mikrometrów | |
| Podstawowa orientacja płaska | Płaszczyzna A (11-20) +/- 0,2° | |
| Długość płaska podstawowa | 47,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Jednostronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (SSP) | Powierzchnia tylna | Drobno zmielony, Ra = 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dwustronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (DSP) | Powierzchnia tylna | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| UKŁON | < 25 μm | |
| OSNOWA | < 25 μm | |
| Czyszczenie / Pakowanie | Czyszczenie pomieszczeń czystych klasy 100 i pakowanie próżniowe, | |
| 25 sztuk w opakowaniu kasetowym lub pojedynczo. | ||
| Przedmiot | 8-calowe płytki szafirowe C-plane(0001) o grubości 1300 μm | |
| Materiały kryształowe | 99,999%, wysoka czystość, monokrystaliczny Al2O3 | |
| Stopień | Prime, gotowy na Epi | |
| Orientacja powierzchni | Płaszczyzna C(0001) | |
| Płaszczyzna C odchylona od kąta w kierunku osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Średnica | 200,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Grubość | 1300 mikrometrów +/- 25 mikrometrów | |
| Jednostronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (SSP) | Powierzchnia tylna | Drobno zmielony, Ra = 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dwustronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (DSP) | Powierzchnia tylna | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| UKŁON | < 30 μm | |
| OSNOWA | < 30 μm | |
| Czyszczenie / Pakowanie | Czyszczenie pomieszczeń czystych klasy 100 i pakowanie próżniowe, | |
| Opakowanie jednostkowe. | ||
| Przedmiot | 12-calowe płytki szafirowe C-plane(0001) o grubości 1300 μm | |
| Materiały kryształowe | 99,999%, wysoka czystość, monokrystaliczny Al2O3 | |
| Stopień | Prime, gotowy na Epi | |
| Orientacja powierzchni | Płaszczyzna C(0001) | |
| Płaszczyzna C odchylona od kąta w kierunku osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Średnica | 300,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Grubość | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Jednostronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (SSP) | Powierzchnia tylna | Drobno zmielony, Ra = 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dwustronnie polerowane | Powierzchnia przednia | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| (DSP) | Powierzchnia tylna | Polerowane epitaksjalnie, Ra < 0,2 nm (metodą AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| UKŁON | < 30 μm | |
| OSNOWA | < 30 μm | |
Proces produkcji płytek szafirowych
-
Wzrost kryształów
-
Hoduj bryły szafiru (100–400 kg) metodą Kyropoulos (KY) w specjalnych piecach do wzrostu kryształów.
-
-
Wiercenie i kształtowanie wlewków
-
Za pomocą wiertarki bębnowej przetworzyć bryłę na sztabki cylindryczne o średnicy 2–6 cali i długości 50–200 mm.
-
-
Pierwsze wyżarzanie
-
Sprawdź wlewki pod kątem wad i wykonaj pierwsze wyżarzanie w wysokiej temperaturze w celu usunięcia naprężeń wewnętrznych.
-
-
Orientacja kryształu
-
Określ dokładną orientację sztabki szafiru (np. płaszczyzna C, płaszczyzna A, płaszczyzna R) przy użyciu instrumentów orientacyjnych.
-
-
Cięcie piłą wielodrutową
-
Pokrój sztabkę na cienkie płytki o wymaganej grubości, używając do tego celu wielodrutowego urządzenia tnącego.
-
-
Kontrola wstępna i drugie wyżarzanie
-
Dokonać przeglądu płytek po cięciu (grubość, płaskość, wady powierzchni).
-
W razie konieczności należy przeprowadzić ponowne wyżarzanie w celu dalszej poprawy jakości kryształu.
-
-
Fazowanie, szlifowanie i polerowanie CMP
-
Wykonuj fazowanie, szlifowanie powierzchni i polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP) przy użyciu specjalistycznego sprzętu w celu uzyskania powierzchni o jakości lustrzanej.
-
-
Czyszczenie
-
Dokładnie wyczyść wafle przy użyciu ultraczystej wody i środków chemicznych w pomieszczeniu czystym, aby usunąć cząsteczki i zanieczyszczenia.
-
-
Kontrola optyczna i fizyczna
-
Przeprowadzanie detekcji transmisji i rejestrowanie danych optycznych.
-
Pomiar parametrów wafli, w tym TTV (całkowita zmienność grubości), wygięcie, odkształcenie, dokładność orientacji i chropowatość powierzchni.
-
-
Powłoka (opcjonalnie)
-
Nakładanie powłok (np. powłok antyrefleksyjnych, warstw ochronnych) zgodnie ze specyfikacjami klienta.
-
Kontrola końcowa i pakowanie
-
Przeprowadź 100% kontrolę jakości w pomieszczeniu czystym.
-
Pakuj płytki w pudełka kasetowe w warunkach czystości klasy 100 i przed wysyłką zapakuj je próżniowo.
Zastosowania płytek szafirowych
Płytki szafirowe, charakteryzujące się wyjątkową twardością, znakomitą transmisją optyczną, doskonałymi parametrami termicznymi i izolacją elektryczną, znajdują szerokie zastosowanie w wielu branżach. Ich zastosowania obejmują nie tylko tradycyjne branże LED i optoelektroniki, ale także półprzewodniki, elektronikę użytkową oraz zaawansowane sektory lotnictwa i obronności.
1. Półprzewodniki i optoelektronika
Podłoża LED
Płytki szafirowe są podstawowymi podłożami do epitaksjalnego wzrostu azotku galu (GaN), powszechnie stosowanego w technologiach niebieskich diod LED, białych diod LED oraz mini/mikro diod LED.
Diody laserowe (LD)
Jako podłoża dla diod laserowych na bazie GaN, płytki szafirowe wspomagają rozwój urządzeń laserowych o dużej mocy i długiej żywotności.
Fotodetektory
W fotodetektorach ultrafioletowych i podczerwonych płytki szafirowe są często stosowane jako przezroczyste okna i podłoża izolacyjne.
2. Urządzenia półprzewodnikowe
RFIC (układy scalone częstotliwości radiowej)
Dzięki doskonałym właściwościom izolacyjnym płytki szafirowe są idealnym podłożem dla urządzeń mikrofalowych o wysokiej częstotliwości i dużej mocy.
Technologia krzemu na szafirze (SoS)
Dzięki zastosowaniu technologii SoS można znacznie zredukować pojemność pasożytniczą, co poprawia wydajność układu. Technologia ta jest szeroko stosowana w komunikacji radiowej (RF) i elektronice lotniczej.
3. Zastosowania optyczne
Okna optyczne na podczerwień
Szafir charakteryzuje się wysoką przepuszczalnością w zakresie długości fal 200–5000 nm, dlatego jest szeroko stosowany w detektorach podczerwieni i systemach naprowadzania w podczerwieni.
Okna laserowe o dużej mocy
Twardość i odporność termiczna szafiru sprawiają, że jest on doskonałym materiałem na okna ochronne i soczewki w systemach laserowych dużej mocy.
4. Elektronika użytkowa
Osłony obiektywów aparatów
Wysoka twardość szafiru zapewnia odporność obiektywów smartfonów i aparatów na zarysowania.
Czujniki odcisków palców
Płytki szafirowe mogą służyć jako trwałe, przezroczyste powłoki, które zwiększają dokładność i niezawodność rozpoznawania odcisków palców.
Smartwatche i wyświetlacze premium
Ekrany szafirowe łączą w sobie odporność na zarysowania z wysoką przejrzystością optyczną, dzięki czemu są popularne w wysokiej klasy produktach elektronicznych.
5. Lotnictwo i obronność
Kopuły podczerwieni rakietowej
Okienka szafirowe pozostają przejrzyste i stabilne w warunkach wysokiej temperatury i dużej prędkości.
Systemy optyczne dla przemysłu lotniczego i kosmicznego
Stosuje się je w oknach optycznych o dużej wytrzymałości oraz sprzęcie obserwacyjnym przeznaczonym do pracy w ekstremalnych warunkach.
Inne popularne produkty szafirowe
Produkty optyczne
-
Okna optyczne szafirowe
-
Stosowany w laserach, spektrometrach, systemach obrazowania w podczerwieni i oknach czujników.
-
Zasięg transmisji:UV 150 nm do średniej podczerwieni 5,5 μm.
-
-
Soczewki szafirowe
-
Stosowane w systemach laserowych dużej mocy i optyce lotniczej.
-
Mogą być produkowane jako soczewki wypukłe, wklęsłe lub cylindryczne.
-
-
Pryzmaty szafirowe
-
Stosowany w optycznych przyrządach pomiarowych i precyzyjnych systemach obrazowania.
-
Lotnictwo i obronność
-
Kopuły szafirowe
-
Chroń głowice naprowadzające na podczerwień w pociskach rakietowych, bezzałogowych statkach powietrznych i samolotach.
-
-
Osłony ochronne szafirowe
-
Wytrzymują uderzenia i przepływ powietrza o dużej prędkości oraz trudne warunki otoczenia.
-
Opakowanie produktu
O XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. jest jedną znajwiększy dostawca sprzętu optycznego i półprzewodników w ChinachFirma XKH została założona w 2002 roku. Jej celem jest dostarczanie naukowcom płytek półprzewodnikowych oraz innych materiałów naukowych i usług związanych z półprzewodnikami. Materiały półprzewodnikowe to nasza główna działalność, a nasz zespół opiera się na wiedzy technicznej. Od momentu powstania XKH jest silnie zaangażowana w badania i rozwój zaawansowanych materiałów elektronicznych, szczególnie w dziedzinie różnych płytek półprzewodnikowych i podłoży.
Wzmacniacz
Dzięki doskonałej technologii materiałów półprzewodnikowych, Shanghai Zhimingxin stał się zaufanym partnerem czołowych światowych firm i renomowanych instytucji akademickich. Dzięki nieustannemu dążeniu do innowacji i doskonałości, Zhimingxin nawiązał bliskie relacje kooperacyjne z liderami branży, takimi jak Schott Glass, Corning i Seoul Semiconductor. Współpraca ta nie tylko podniosła poziom techniczny naszych produktów, ale także przyczyniła się do rozwoju technologicznego w dziedzinie elektroniki mocy, urządzeń optoelektronicznych i półprzewodników.
Oprócz współpracy z renomowanymi firmami, Zhimingxin nawiązał również długofalowe relacje badawcze z czołowymi uniwersytetami na całym świecie, takimi jak Uniwersytet Harvarda, University College London (UCL) i Uniwersytet w Houston. Dzięki tej współpracy Zhimingxin nie tylko zapewnia wsparcie techniczne dla projektów badawczych w środowisku akademickim, ale także uczestniczy w rozwoju nowych materiałów i innowacji technologicznych, zapewniając sobie stałą pozycję lidera w branży półprzewodników.
Dzięki ścisłej współpracy z tymi uznanymi na całym świecie firmami i instytucjami akademickimi, Shanghai Zhimingxin nieustannie promuje innowacje technologiczne i rozwój, dostarczając produkty i rozwiązania światowej klasy, aby sprostać rosnącym potrzebom rynku globalnego.
