As-grown safir boule ingot krystall ky-metoden
Detaljert diagram
Oversikt
A safirkuleer en stor, uforfalsket enkeltkrystall av aluminiumoksid (Al₂O₃) som fungerer som oppstrøms råmateriale for safirskiver, optiske vinduer, slitesterke deler og edelstensliping. MedMohs 9 hardhet, utmerket termisk stabilitet(smeltepunkt ~2050 °C), ogbredbåndstransparensFra UV til middels infrarød er safir referansematerialet der holdbarhet, renslighet og optisk kvalitet må sameksistere.
Vi leverer fargeløse og dopede safirkuler produsert med industrielt velprøvde vekstmetoder, optimalisert forGaN/AlGaN-epitaksi, presisjonsoptikk, ogindustrielle komponenter med høy pålitelighet.
Hvorfor Sapphire Boule fra oss
-
Krystallkvalitet først:lavt indre spenning, lavt boble-/strieinnhold, tett orienteringskontroll for nedstrøms slicing og epitaksi.
-
Prosessfleksibilitet:Vekstalternativer for KY/HEM/CZ/Verneuil for å balansere størrelse, stress og kostnader for applikasjonen din.
-
Skalerbar geometri:sylindriske, gulrotformede eller blokkformede boules med tilpassede flate kuler, frø-/endebehandlinger og referanseplan.
-
Sporbar og repeterbar:batchregistreringer, metrologirapporter og akseptkriterier i samsvar med spesifikasjonene dine.
Vekstteknologier
-
KY (Kyropoulos):Stor diameter og lavspenningsbouler; foretrukket for epi-grade wafere og optikk der dobbeltbrytningsuniformitet er viktig.
-
HEM (varmevekslermetoden):Utmerkede termiske gradienter og spenningskontroll; attraktivt for tykk optikk og førsteklasses epi-råmateriale.
-
Tsjekkia (Czochralski):Sterk kontroll over orientering og reproduserbarhet; godt valg for konsistent skjæring med høyt utbytte.
-
Verneuil (Flame-Fusion):Kostnadseffektiv, høy gjennomstrømning; egnet for generell optikk, mekaniske deler og edelstenspreformer.
Krystallorientering, geometri og størrelse
-
Standardorienteringer: c-plan (0001), A-plan (11–20), r-plan (1-102), m-plan (10-10); spesialtilpassede fly tilgjengelig.
-
Orienteringsnøyaktighet:≤ ±0,1° med Laue/XRD (strammere på forespørsel).
-
Former:sylindriske eller gulrotlignende boules, firkantede/rektangulære klosser og stenger.
-
Typisk konvoluttstørrelse: Ø30–220 mm, lengde 50–400 mm(større/mindre lages på bestilling).
-
Slutt-/referansefunksjoner:så-/endeflatemaskinering, referanseflater/hakk og referensieller for nedstrøms justering.
Materiale og optiske egenskaper
-
Sammensetning:Enkrystall Al₂O₃, råmaterialerenhet ≥ 99,99 %.
-
Tetthet:~3,98 g/cm³
-
Hardhet:Mohs 9
-
Brytningsindeks (589 nm): nₒ≈ 1,768,nₑ≈ 1,760 (negativ enakset; Δn ≈ 0,008)
-
Girkassevindu: UV til ~5 µm(avhengig av tykkelse og urenhet)
-
Varmeledningsevne (300 K):~25 W·m⁻¹·K⁻¹
-
CTE (20–300 °C):~5–8 × 10⁻⁶ /K (orienteringsavhengig)
-
Youngs modulus:~345 GPa
-
Elektrisk:Svært isolerende (volumresistivitet vanligvis ≥ 10¹⁴ Ω·cm)
Karakterer og alternativer
-
Epitaksigrad:Ultralave bobler/striper og minimert spenningsdobbeltbrytning for GaN/AlGaN MOCVD-wafere med høy avkastning (2–8 tommer og over nedstrøms).
-
Optisk karakter:Høy intern transmisjon og homogenitet for vinduer, linser og IR-visningsporter.
-
Generell/mekanisk karakter:Slitesterkt, kostnadsoptimalisert råmateriale for klokkekrystaller, knapper, slitedeler og hus.
-
Doping/farge:
-
Fargeløs(standard)
Cr:Al₂O₃(rubin),Ti:Al₂O₃(Ti: safir) preformer
Andre kromoforer (Fe/Ti) på forespørsel
-
Bruksområder
Halvleder: Substrater for GaN LED-er, mikro-LED-er, effekt-HEMT-er, RF-enheter (safirwafer-råmateriale).
Optikk og fotonikk: Høytemperatur-/trykkvinduer, IR-visningsporter, laserhulromsvinduer, detektordeksler.
Forbruker og kroppsnært utstyr: Klokkekrystaller, kameralinsedeksler, fingeravtrykkssensordeksler, premium utvendige deler.
Industri og luftfart: Dyser, ventilseter, tetningsringer, beskyttelsesvinduer og observasjonsporter.
Laser-/krystallvekst: Ti:safir- og rubinverter fra dopede bouler.
Oversiktsdata (typisk, til referanse)
| Parameter | Verdi (typisk) |
|---|---|
| Komposisjon | Enkrystall Al₂O₃ (≥ 99,99 % renhet) |
| Orientering | c / a / r / m (tilpasset på forespørsel) |
| Indeks @ 589 nm | nₒ≈ 1,768,nₑ≈ 1,760 |
| Rekkevidde for overføring | ~0,2–5 µm (tykkelsesavhengig) |
| Termisk konduktivitet | ~25 W·m⁻¹·K⁻¹ (300 K) |
| CTE (20–300 °C) | ~5–8 × 10⁻⁶/K |
| Youngs modul | ~345 GPa |
| Tetthet | ~3,98 g/cm³ |
| Hardhet | Mohs 9 |
| Elektrisk | Isolerende; volumresistivitet ≥ 10¹⁴ Ω·cm |
Produksjonsprosess for safirskiver
-
Krystallvekst
Høyrent aluminiumoksyd (Al₂O₃) smeltes og dyrkes til en enkelt safirkrystallbarre ved hjelp avKyropoulos (KY) or Czochralski (Tsjekkia)metode. -
Bearbeiding av barrer
Barren er maskinert til en standardform – trimming, diameterforming og endeflatebehandling. -
Skiver
Safirbarren skjæres i tynne skiver ved hjelp av endiamantvaiersag. -
Dobbeltsidig lapping
Begge sider av skiven overlappes for å fjerne sagmerker og oppnå jevn tykkelse. -
Gløding
Waferne er varmebehandlet for åfrigjøre indre stressog forbedre krystallkvaliteten og gjennomsiktigheten. -
Kantsliping
Waferkantene er skråskåret for å forhindre avskalling og sprekker under videre bearbeiding. -
Montering
Wafere er montert på bærere eller holdere for presisjonspolering og inspeksjon. -
DMP (dobbeltsidig mekanisk polering)
Waferoverflatene er mekanisk polert for å forbedre overflateglattheten. -
CMP (kjemisk mekanisk polering)
Et fint poleringstrinn som kombinerer kjemiske og mekaniske virkninger for å skape enspeillignende overflate. -
Visuell inspeksjon
Operatører eller automatiserte systemer kontrollerer for synlige overflatefeil. -
Planhetsinspeksjon
Flathet og tykkelsesjevnhet måles for å sikre dimensjonal presisjon. -
RCA-rengjøring
Standard kjemisk rengjøring fjerner organiske, metalliske og partikkelformede forurensninger. -
Rengjøring av skrubber
Mekanisk skrubbing fjerner gjenværende mikroskopiske partikler. -
Inspeksjon av overflatefeil
Automatisert optisk inspeksjon oppdager mikrodefekter som riper, groper eller forurensning.

-
Krystallvekst
Høyrent aluminiumoksyd (Al₂O₃) smeltes og dyrkes til en enkelt safirkrystallbarre ved hjelp avKyropoulos (KY) or Czochralski (Tsjekkia)metode. -
Bearbeiding av barrer
Barren er maskinert til en standardform – trimming, diameterforming og endeflatebehandling. -
Skiver
Safirbarren skjæres i tynne skiver ved hjelp av endiamantvaiersag. -
Dobbeltsidig lapping
Begge sider av skiven overlappes for å fjerne sagmerker og oppnå jevn tykkelse. -
Gløding
Waferne er varmebehandlet for åfrigjøre indre stressog forbedre krystallkvaliteten og gjennomsiktigheten. -
Kantsliping
Waferkantene er skråskåret for å forhindre avskalling og sprekker under videre bearbeiding. -
Montering
Wafere er montert på bærere eller holdere for presisjonspolering og inspeksjon. -
DMP (dobbeltsidig mekanisk polering)
Waferoverflatene er mekanisk polert for å forbedre overflateglattheten. -
CMP (kjemisk mekanisk polering)
Et fint poleringstrinn som kombinerer kjemiske og mekaniske virkninger for å skape enspeillignende overflate. -
Visuell inspeksjon
Operatører eller automatiserte systemer kontrollerer for synlige overflatefeil. -
Planhetsinspeksjon
Flathet og tykkelsesjevnhet måles for å sikre dimensjonal presisjon. -
RCA-rengjøring
Standard kjemisk rengjøring fjerner organiske, metalliske og partikkelformede forurensninger. -
Rengjøring av skrubber
Mekanisk skrubbing fjerner gjenværende mikroskopiske partikler. -
Inspeksjon av overflatefeil
Automatisert optisk inspeksjon oppdager mikrodefekter som riper, groper eller forurensning. 
Safir Boule (enkrystall Al₂O₃) — Vanlige spørsmål
Q1: Hva er en safir-boule?
A: En nyutviklet enkeltkrystall av aluminiumoksid (Al₂O₃). Det er den oppstrøms «barren» som brukes til å lage safirskiver, optiske vinduer og komponenter med høy slitasje.
Q2: Hvordan forholder en boule seg til wafere eller vinduer?
A: Boule-en orienteres → skives → overlappes → poleres for å produsere epigrade wafere eller optiske/mekaniske deler. Ensartetheten til kilde-boulen påvirker nedstrømsutbyttet sterkt.
Q3: Hvilke vekstmetoder er tilgjengelige, og hvordan skiller de seg fra hverandre?
A: KY (Kyropoulos)ogHEMstort utbytte,lavstressendeboules – foretrukket for epitaksi og avansert optikk.CZ (Czochralski)tilbyr utmerketorienteringskontrollog konsistens fra parti til parti.Verneuil (flammefusjon) is kostnadseffektivfor generell optikk og edelstenspreformer.
Q4: Hvilke retninger tilbyr dere? Hvilken nøyaktighet er typisk?
A: c-plan (0001), a-plan (11-20), r-plan (1-102), m-plan (10-10)og toll. Orienteringsnøyaktighet vanligvis≤ ±0,1°verifisert av Laue/XRD (strammere på forespørsel).
Optiske krystaller med ansvarlig intern skraphåndtering
Alle våre safirkuler er produsert etteroptisk kvalitet, noe som sikrer høy transmisjon, tett homogenitet og lav inklusjons-/boble- og dislokasjonstetthet for krevende optikk og elektronikk. Vi kontrollerer krystallorientering og dobbeltbrytning fra frø til boule, med full sporbarhet og konsistens på tvers av serier. Dimensjoner, orienteringer (c-, a-, r-plan) og toleranser kan tilpasses dine behov for nedstrøms skjæring/polering.
Det er viktig at alt materiale som ikke oppfyller spesifikasjonene erbehandlet helt interntgjennom en lukket arbeidsflyt – sortert, resirkulert og ansvarlig avhendet – slik at du får pålitelig kvalitet uten håndterings- eller samsvarsbyrder. Denne tilnærmingen reduserer risiko, forkorter leveringstider og støtter dine bærekraftsmål.
| Ingotvektbånd (kg) | 2″ | 4″ | 6″ | 8″ | 12″ | Notater |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10–30 | Passende | Passende | Begrenset/mulig | Ikke typisk | Ikke brukt | Skjæring i lite format; 15 cm avhenger av brukbar diameter/lengde. |
| 30–80 | Passende | Passende | Passende | Begrenset/mulig | Ikke typisk | Bred bruksmulighet; sporadiske 20 cm pilottomter. |
| 80–150 | Passende | Passende | Passende | Passende | Ikke typisk | God balanse for 6–8″ produksjon. |
| 150–250 | Passende | Passende | Passende | Passende | Begrenset/FoU | Støtter innledende 12-tommers forsøk med stramme spesifikasjoner. |
| 250–300 | Passende | Passende | Passende | Passende | Begrenset/strengt spesifisert | Høyvolum 8″; selektive 12″-løp. |
| >300 | Passende | Passende | Passende | Passende | Passende | Grenseskala; 12 tommer gjennomførbart med streng ensartethet/avkastningskontroll. |











