12-tommers safirwafer C-plan SSP/DSP
Detaljert diagram
Safir Introduksjon
Safirwafer er et enkeltkrystallsubstratmateriale laget av syntetisk aluminiumoksid (Al₂O₃) med høy renhet. Store safirkrystaller dyrkes ved hjelp av avanserte metoder som Kyropoulos (KY) eller varmevekslingsmetoden (HEM), og bearbeides deretter gjennom skjæring, orientering, sliping og presisjonspolering. På grunn av sine eksepsjonelle fysiske, optiske og kjemiske egenskaper spiller safirwafer en uerstattelig rolle innen halvledere, optoelektronikk og avansert forbrukerelektronikk.
Vanlige safirsyntesemetoder
| Metode | Prinsipp | Fordeler | Hovedapplikasjoner |
|---|---|---|---|
| Verneuil-metoden(Flame Fusion) | Høyrent Al₂O₃-pulver smeltes i en oksygenflamme, dråpene størkner lag for lag på et frø. | Lav kostnad, høy effektivitet, relativt enkel prosess | Safirer av edelstenskvalitet, tidlige optiske materialer |
| Czochralski-metoden (CZ) | Al₂O₃ smeltes i en digel, og en frøkrystall trekkes sakte oppover for å få krystallen til å vokse. | Produserer relativt store krystaller med god integritet | Laserkrystaller, optiske vinduer |
| Kyropoulos-metoden (KY) | Kontrollert langsom avkjøling lar krystallen vokse gradvis inne i digelen | I stand til å dyrke store krystaller med lav spenning (titalls kilo eller mer) | LED-substrater, smarttelefonskjermer, optiske komponenter |
| HEM-metoden(Varmeveksling) | Avkjølingen starter fra toppen av digelen, krystallene vokser nedover fra frøet | Produserer veldig store krystaller (opptil hundrevis av kilogram) med jevn kvalitet | Store optiske vinduer, luftfart, militæroptikk |
Krystallorientering
| Orientering / Plan | Miller-indeksen | Kjennetegn | Hovedapplikasjoner |
|---|---|---|---|
| C-plan | (0001) | Vinkelrett på c-aksen, polarflate, atomer arrangert jevnt | LED, laserdioder, GaN epitaksiale substrater (mest brukt) |
| A-plan | (11–20) | Parallelt med c-aksen, ikke-polar overflate, unngår polarisasjonseffekter | Ikke-polar GaN-epitaksi, optoelektroniske enheter |
| M-plan | (10-10) | Parallelt med c-aksen, ikke-polar, høy symmetri | Høytytende GaN-epitaksi, optoelektroniske enheter |
| R-plan | (1–102) | Skråstilt mot c-aksen, utmerkede optiske egenskaper | Optiske vinduer, infrarøde detektorer, laserkomponenter |
Spesifikasjon for safirskiver (tilpassbar)
| Punkt | 1-tommers C-plan (0001) 430 μm safirskiver | |
| Krystallmaterialer | 99,999 %, høy renhet, monokrystallinsk Al2O3 | |
| Karakter | Prime, Epi-klar | |
| Overflateorientering | C-plan(0001) | |
| C-planets avvik fra vinkel mot M-aksen 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 25,4 mm +/- 0,1 mm | |
| Tykkelse | 430 μm +/- 25 μm | |
| Enkeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (SSP) | Bakflate | Finmalt, Ra = 0,8 μm til 1,2 μm |
| Dobbeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (DSP) | Bakflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| BUE | < 5 μm | |
| VARP | < 5 μm | |
| Rengjøring / Emballasje | Rengjøring av renrom i klasse 100 og vakuumpakking, | |
| 25 stk. i én kassettforpakning eller enkeltstykkeforpakning. | ||
| Punkt | 2-tommers C-plan (0001) 430 μm safirskiver | |
| Krystallmaterialer | 99,999 %, høy renhet, monokrystallinsk Al2O3 | |
| Karakter | Prime, Epi-klar | |
| Overflateorientering | C-plan(0001) | |
| C-planets avvik fra vinkel mot M-aksen 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 50,8 mm +/- 0,1 mm | |
| Tykkelse | 430 μm +/- 25 μm | |
| Primær flat orientering | A-plan (11–20) +/- 0,2° | |
| Primær flat lengde | 16,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (SSP) | Bakflate | Finmalt, Ra = 0,8 μm til 1,2 μm |
| Dobbeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (DSP) | Bakflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| BUE | < 10 μm | |
| VARP | < 10 μm | |
| Rengjøring / Emballasje | Rengjøring av renrom i klasse 100 og vakuumpakking, | |
| 25 stk. i én kassettforpakning eller enkeltstykkeforpakning. | ||
| Punkt | 3-tommers C-plan (0001) 500 μm safirskiver | |
| Krystallmaterialer | 99,999 %, høy renhet, monokrystallinsk Al2O3 | |
| Karakter | Prime, Epi-klar | |
| Overflateorientering | C-plan(0001) | |
| C-planets avvik fra vinkel mot M-aksen 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 76,2 mm +/- 0,1 mm | |
| Tykkelse | 500 μm +/- 25 μm | |
| Primær flat orientering | A-plan (11–20) +/- 0,2° | |
| Primær flat lengde | 22,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (SSP) | Bakflate | Finmalt, Ra = 0,8 μm til 1,2 μm |
| Dobbeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (DSP) | Bakflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| BUE | < 15 μm | |
| VARP | < 15 μm | |
| Rengjøring / Emballasje | Rengjøring av renrom i klasse 100 og vakuumpakking, | |
| 25 stk. i én kassettforpakning eller enkeltstykkeforpakning. | ||
| Punkt | 4-tommers C-plan (0001) 650 μm safirskiver | |
| Krystallmaterialer | 99,999 %, høy renhet, monokrystallinsk Al2O3 | |
| Karakter | Prime, Epi-klar | |
| Overflateorientering | C-plan(0001) | |
| C-planets avvik fra vinkel mot M-aksen 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 100,0 mm +/- 0,1 mm | |
| Tykkelse | 650 μm +/- 25 μm | |
| Primær flat orientering | A-plan (11–20) +/- 0,2° | |
| Primær flat lengde | 30,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (SSP) | Bakflate | Finmalt, Ra = 0,8 μm til 1,2 μm |
| Dobbeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (DSP) | Bakflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| BUE | < 20 μm | |
| VARP | < 20 μm | |
| Rengjøring / Emballasje | Rengjøring av renrom i klasse 100 og vakuumpakking, | |
| 25 stk. i én kassettforpakning eller enkeltstykkeforpakning. | ||
| Punkt | 6-tommers C-plan (0001) 1300 μm safirskiver | |
| Krystallmaterialer | 99,999 %, høy renhet, monokrystallinsk Al2O3 | |
| Karakter | Prime, Epi-klar | |
| Overflateorientering | C-plan(0001) | |
| C-planets avvik fra vinkel mot M-aksen 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 150,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Tykkelse | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Primær flat orientering | A-plan (11–20) +/- 0,2° | |
| Primær flat lengde | 47,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (SSP) | Bakflate | Finmalt, Ra = 0,8 μm til 1,2 μm |
| Dobbeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (DSP) | Bakflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| BUE | < 25 μm | |
| VARP | < 25 μm | |
| Rengjøring / Emballasje | Rengjøring av renrom i klasse 100 og vakuumpakking, | |
| 25 stk. i én kassettforpakning eller enkeltstykkeforpakning. | ||
| Punkt | 8-tommers C-plan (0001) 1300 μm safirskiver | |
| Krystallmaterialer | 99,999 %, høy renhet, monokrystallinsk Al2O3 | |
| Karakter | Prime, Epi-klar | |
| Overflateorientering | C-plan(0001) | |
| C-planets avvik fra vinkel mot M-aksen 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 200,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Tykkelse | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Enkeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (SSP) | Bakflate | Finmalt, Ra = 0,8 μm til 1,2 μm |
| Dobbeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (DSP) | Bakflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BUE | < 30 μm | |
| VARP | < 30 μm | |
| Rengjøring / Emballasje | Rengjøring av renrom i klasse 100 og vakuumpakking, | |
| Emballasje i ett stykke. | ||
| Punkt | 12-tommers C-plan (0001) 1300 μm safirskiver | |
| Krystallmaterialer | 99,999 %, høy renhet, monokrystallinsk Al2O3 | |
| Karakter | Prime, Epi-klar | |
| Overflateorientering | C-plan(0001) | |
| C-planets avvik fra vinkel mot M-aksen 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 300,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Tykkelse | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Enkeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (SSP) | Bakflate | Finmalt, Ra = 0,8 μm til 1,2 μm |
| Dobbeltsidet polert | Frontflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| (DSP) | Bakflate | Epipolert, Ra < 0,2 nm (ved AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BUE | < 30 μm | |
| VARP | < 30 μm | |
Produksjonsprosess for safirskiver
-
Krystallvekst
-
Dyrk safirboule (100–400 kg) ved hjelp av Kyropoulos (KY)-metoden i dedikerte krystallvekstovner.
-
-
Boring og forming av barrer
-
Bruk en boretrommel til å bearbeide kulen til sylindriske barrer med diameter på 2–6 tommer og lengder på 50–200 mm.
-
-
Første gløding
-
Inspiser barrene for defekter og utfør den første høytemperaturglødingen for å avlaste indre spenninger.
-
-
Krystallorientering
-
Bestem den nøyaktige orienteringen til safirbarren (f.eks. C-plan, A-plan, R-plan) ved hjelp av orienteringsinstrumenter.
-
-
Skjæring med flertråds sag
-
Skjær barren i tynne skiver i henhold til ønsket tykkelse ved hjelp av flertråds skjæreutstyr.
-
-
Første inspeksjon og andre gløding
-
Inspiser de ukuttede waferne (tykkelse, flathet, overflatedefekter).
-
Utfør gløding på nytt om nødvendig for å forbedre krystallkvaliteten ytterligere.
-
-
Avfasing, sliping og CMP-polering
-
Utfør avfasing, overflatesliping og kjemisk-mekanisk polering (CMP) med spesialutstyr for å oppnå speilblanke overflater.
-
-
Rengjøring
-
Rengjør wafere grundig med ultrarent vann og kjemikalier i et renromsmiljø for å fjerne partikler og forurensninger.
-
-
Optisk og fysisk inspeksjon
-
Utfør transmittansdeteksjon og registrer optiske data.
-
Mål waferparametere inkludert TTV (total tykkelsesvariasjon), bøyning, warp, orienteringsnøyaktighet og overflateruhet.
-
-
Belegg (valgfritt)
-
Påfør belegg (f.eks. AR-belegg, beskyttende lag) i henhold til kundens spesifikasjoner.
-
Sluttinspeksjon og emballasje
-
Utfør 100 % kvalitetsinspeksjon i et renrom.
-
Pakk wafere i kassetter under rene forhold i klasse 100 og vakuumforsegl dem før forsendelse.
Anvendelser av safirskiver
Safirskiver, med sin eksepsjonelle hardhet, enestående optiske transmittans, utmerkede termiske ytelse og elektriske isolasjon, er mye brukt i en rekke bransjer. Bruksområdene deres dekker ikke bare tradisjonell LED- og optoelektronikkindustrien, men utvides også til halvledere, forbrukerelektronikk og avanserte romfarts- og forsvarsfelt.
1. Halvledere og optoelektronikk
LED-substrater
Safirwafere er de primære substratene for galliumnitrid (GaN) epitaksialvekst, og brukes mye i blå LED-er, hvite LED-er og Mini/Micro LED-teknologier.
Laserdioder (LD-er)
Som substrater for GaN-baserte laserdioder støtter safirwafere utviklingen av laserenheter med høy effekt og lang levetid.
Fotodetektorer
I ultrafiolette og infrarøde fotodetektorer brukes safirskiver ofte som gjennomsiktige vinduer og isolerende underlag.
2. Halvlederkomponenter
RFIC-er (radiofrekvensintegrerte kretser)
Takket være deres utmerkede elektriske isolasjon er safirskiver ideelle substrater for høyfrekvente og kraftige mikrobølgeenheter.
Silisium-på-safir (SoS)-teknologi
Ved å bruke SoS-teknologi kan parasittisk kapasitans reduseres betraktelig, noe som forbedrer kretsens ytelse. Dette er mye brukt i RF-kommunikasjon og luftfartselektronikk.
3. Optiske applikasjoner
Infrarøde optiske vinduer
Med høy transmittans i bølgelengdeområdet 200 nm–5000 nm, er safir mye brukt i infrarøde detektorer og infrarøde veiledningssystemer.
Høyeffekts laservinduer
Safirens hardhet og termiske motstand gjør det til et utmerket materiale for beskyttende vinduer og linser i høyeffektslasersystemer.
4. Forbrukerelektronikk
Kameralinsedeksler
Safirens høye hardhet sikrer ripebestandighet for smarttelefon- og kameralinser.
Fingeravtrykkssensorer
Safirskiver kan tjene som slitesterke, gjennomsiktige deksler som forbedrer nøyaktigheten og påliteligheten i fingeravtrykkgjenkjenning.
Smartklokker og premiumskjermer
Safirskjermer kombinerer ripebestandighet med høy optisk klarhet, noe som gjør dem populære i avanserte elektroniske produkter.
5. Luftfart og forsvar
Missil infrarøde kupler
Safirvinduer forblir gjennomsiktige og stabile under høye temperaturer og høye hastigheter.
Optiske systemer for romfart
De brukes i optiske vinduer med høy styrke og observasjonsutstyr designet for ekstreme miljøer.
Andre vanlige safirprodukter
Optiske produkter
-
Safir optiske vinduer
-
Brukes i lasere, spektrometre, infrarøde bildesystemer og sensorvinduer.
-
Rekkevidde for overføring:UV 150 nm til middels IR 5,5 μm.
-
-
Safirglass
-
Anvendes i høyeffektslasersystemer og luftfartsoptikk.
-
Kan produseres som konvekse, konkave eller sylindriske linser.
-
-
Safirprismer
-
Brukes i optiske måleinstrumenter og presisjonsavbildningssystemer.
-
Luftfart og forsvar
-
Safirkupler
-
Beskytt infrarøde søkere i missiler, droner og fly.
-
-
Safirbeskyttende deksler
-
Tåler støt fra høyhastighetsluftstrøm og tøffe miljøer.
-
Produktemballasje
Om XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. er en avstørste leverandør av optiske og halvledere i Kina, grunnlagt i 2002. XKH ble utviklet for å forsyne akademiske forskere med wafere og andre halvlederrelaterte vitenskapelige materialer og tjenester. Halvledermaterialer er vår kjernevirksomhet, teamet vårt er teknisk basert. Siden etableringen har XKH vært dypt involvert i forskning og utvikling av avanserte elektroniske materialer, spesielt innen ulike wafere/substrater.
Partnere
Med sin utmerkede teknologi for halvledermaterialer har Shanghai Zhimingxin blitt en pålitelig partner for verdens ledende selskaper og velkjente akademiske institusjoner. Med sin vedvarende innovasjon og fortreffelighet har Zhimingxin etablert dype samarbeidsforhold med bransjeledere som Schott Glass, Corning og Seoul Semiconductor. Disse samarbeidene har ikke bare forbedret det tekniske nivået på produktene våre, men også fremmet teknologisk utvikling innen kraftelektronikk, optoelektroniske enheter og halvlederenheter.
I tillegg til samarbeid med kjente selskaper har Zhimingxin også etablert langsiktige forskningssamarbeidsrelasjoner med ledende universiteter over hele verden, som Harvard University, University College London (UCL) og University of Houston. Gjennom disse samarbeidene gir Zhimingxin ikke bare teknisk støtte til vitenskapelige forskningsprosjekter i akademia, men deltar også i utviklingen av nye materialer og teknologisk innovasjon, noe som sikrer at vi alltid er i forkant av halvlederindustrien.
Gjennom nært samarbeid med disse verdenskjente selskapene og akademiske institusjonene fortsetter Shanghai Zhimingxin å fremme teknologisk innovasjon og utvikling, og tilbyr produkter og løsninger i verdensklasse for å møte de økende behovene i det globale markedet.
