SSP/DSP de plano C con oblea de zafiro de 12 polgadas
Diagrama detallado
Introdución a Sapphire
A oblea de zafiro é un substrato monocristalino feito de óxido de aluminio sintético de alta pureza (Al₂O₃). Os cristais de zafiro grandes cultívanse mediante métodos avanzados como o Kyropoulos (KY) ou o método de intercambio de calor (HEM) e logo procésanse mediante corte, orientación, moenda e pulido de precisión. Debido ás súas excepcionais propiedades físicas, ópticas e químicas, a oblea de zafiro desempeña un papel irremplazable nos campos dos semicondutores, a optoelectrónica e a electrónica de consumo de alta gama.
Métodos convencionais de síntese de zafiro
| Método | Principio | Vantaxes | Principais aplicacións |
|---|---|---|---|
| Método de Verneuil(Fusión de chamas) | O po de Al₂O₃ de alta pureza fúndese nunha chama oxihidróxena, as gotas solidifícanse capa por capa sobre unha semente. | Baixo custo, alta eficiencia, proceso relativamente sinxelo | Zafiros de calidade de xema, materiais ópticos primitivos |
| Método de Czochralski (CZ) | O Al₂O₃ fúndese nun crisol e un cristal semente é erguido lentamente cara arriba para que o cristal medre. | Produce cristais relativamente grandes con boa integridade | Cristais láser, fiestras ópticas |
| Método Kyropoulos (KY) | O arrefriamento lento controlado permite que o cristal creza gradualmente dentro do crisol | Capaz de cultivar cristais de gran tamaño e baixo estrés (decenas de quilogramos ou máis) | substratos LED, pantallas de teléfonos intelixentes, compoñentes ópticos |
| Método HEM(Intercambio de calor) | O arrefriamento comeza desde a parte superior do crisol, os cristais medran cara abaixo desde a semente | Produce cristais moi grandes (ata centos de quilogramos) con calidade uniforme | Grandes fiestras ópticas, aeroespacial, óptica militar |
Orientación do cristal
| Orientación / Plano | Índice de Miller | Características | Principais aplicacións |
|---|---|---|---|
| Plano C | (0001) | Perpendicular ao eixe c, superficie polar, átomos dispostos uniformemente | LED, díodos láser, substratos epitaxiais de GaN (os máis empregados) |
| Plano A | (11-20) | Paralela ao eixe c, superficie non polar, evita os efectos de polarización | Epitaxia de GaN non polar, dispositivos optoelectrónicos |
| Plano M | (10-10) | Paralelo ao eixe c, non polar, alta simetría | Epitaxia de GaN de alto rendemento, dispositivos optoelectrónicos |
| Plano R | (1-102) | Inclinado ao eixe c, excelentes propiedades ópticas | Fiestras ópticas, detectores infravermellos, compoñentes láser |
Especificación da oblea de zafiro (personalizable)
| Elemento | Obleas de zafiro de 430 μm e plano C de 1 polgada (0001) | |
| Materiais cristalinos | 99,999 %, alta pureza, Al2O3 monocristalino | |
| Grao | Prime, Epi-Ready | |
| Orientación da superficie | Plano C(0001) | |
| Plano C fóra do ángulo con respecto ao eixe M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diámetro | 25,4 mm +/- 0,1 mm | |
| Espesor | 430 μm +/- 25 μm | |
| Pulido a un só lado | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (SSP) | Superficie traseira | Molido fino, Ra = 0,8 μm a 1,2 μm |
| Pulido por dobre cara | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (DSP) | Superficie traseira | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| TVG | < 5 μm | |
| ARCO | < 5 μm | |
| URPIÓN | < 5 μm | |
| Limpeza / Embalaxe | Limpeza de salas limpas e envasado ao baleiro de clase 100, | |
| 25 pezas nunha embalaxe de casete ou nunha embalaxe dunha soa peza. | ||
| Elemento | Obleas de zafiro de 2 polgadas de plano C (0001) e 430 μm | |
| Materiais cristalinos | 99,999 %, alta pureza, Al2O3 monocristalino | |
| Grao | Prime, Epi-Ready | |
| Orientación da superficie | Plano C(0001) | |
| Plano C fóra do ángulo con respecto ao eixe M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diámetro | 50,8 mm +/- 0,1 mm | |
| Espesor | 430 μm +/- 25 μm | |
| Orientación plana primaria | Plano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lonxitude plana primaria | 16,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Pulido a un só lado | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (SSP) | Superficie traseira | Molido fino, Ra = 0,8 μm a 1,2 μm |
| Pulido por dobre cara | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (DSP) | Superficie traseira | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| TVG | < 10 μm | |
| ARCO | < 10 μm | |
| URPIÓN | < 10 μm | |
| Limpeza / Embalaxe | Limpeza de salas limpas e envasado ao baleiro de clase 100, | |
| 25 pezas nunha embalaxe de casete ou nunha embalaxe dunha soa peza. | ||
| Elemento | Obleas de zafiro de 3 polgadas de plano C (0001) e 500 μm | |
| Materiais cristalinos | 99,999 %, alta pureza, Al2O3 monocristalino | |
| Grao | Prime, Epi-Ready | |
| Orientación da superficie | Plano C(0001) | |
| Plano C fóra do ángulo con respecto ao eixe M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diámetro | 76,2 mm +/- 0,1 mm | |
| Espesor | 500 μm +/- 25 μm | |
| Orientación plana primaria | Plano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lonxitude plana primaria | 22,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Pulido a un só lado | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (SSP) | Superficie traseira | Molido fino, Ra = 0,8 μm a 1,2 μm |
| Pulido por dobre cara | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (DSP) | Superficie traseira | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| TVG | < 15 μm | |
| ARCO | < 15 μm | |
| URPIÓN | < 15 μm | |
| Limpeza / Embalaxe | Limpeza de salas limpas e envasado ao baleiro de clase 100, | |
| 25 pezas nunha embalaxe de casete ou nunha embalaxe dunha soa peza. | ||
| Elemento | Obleas de zafiro de 4 polgadas con plano C (0001) e 650 μm | |
| Materiais cristalinos | 99,999 %, alta pureza, Al2O3 monocristalino | |
| Grao | Prime, Epi-Ready | |
| Orientación da superficie | Plano C(0001) | |
| Plano C fóra do ángulo con respecto ao eixe M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diámetro | 100,0 mm +/- 0,1 mm | |
| Espesor | 650 μm +/- 25 μm | |
| Orientación plana primaria | Plano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lonxitude plana primaria | 30,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Pulido a un só lado | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (SSP) | Superficie traseira | Molido fino, Ra = 0,8 μm a 1,2 μm |
| Pulido por dobre cara | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (DSP) | Superficie traseira | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| TVG | < 20 μm | |
| ARCO | < 20 μm | |
| URPIÓN | < 20 μm | |
| Limpeza / Embalaxe | Limpeza de salas limpas e envasado ao baleiro de clase 100, | |
| 25 pezas nunha embalaxe de casete ou nunha embalaxe dunha soa peza. | ||
| Elemento | Obleas de zafiro de 1300 μm e plano C de 6 polgadas (0001) | |
| Materiais cristalinos | 99,999 %, alta pureza, Al2O3 monocristalino | |
| Grao | Prime, Epi-Ready | |
| Orientación da superficie | Plano C(0001) | |
| Plano C fóra do ángulo con respecto ao eixe M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diámetro | 150,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Espesor | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Orientación plana primaria | Plano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lonxitude plana primaria | 47,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Pulido a un só lado | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (SSP) | Superficie traseira | Molido fino, Ra = 0,8 μm a 1,2 μm |
| Pulido por dobre cara | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (DSP) | Superficie traseira | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| TVG | < 25 μm | |
| ARCO | < 25 μm | |
| URPIÓN | < 25 μm | |
| Limpeza / Embalaxe | Limpeza de salas limpas e envasado ao baleiro de clase 100, | |
| 25 pezas nunha embalaxe de casete ou nunha embalaxe dunha soa peza. | ||
| Elemento | Obleas de zafiro de 8 polgadas con plano C (0001) e 1300 μm | |
| Materiais cristalinos | 99,999 %, alta pureza, Al2O3 monocristalino | |
| Grao | Prime, Epi-Ready | |
| Orientación da superficie | Plano C(0001) | |
| Plano C fóra do ángulo con respecto ao eixe M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diámetro | 200,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Espesor | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Pulido a un só lado | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (SSP) | Superficie traseira | Molido fino, Ra = 0,8 μm a 1,2 μm |
| Pulido por dobre cara | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (DSP) | Superficie traseira | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| TVG | < 30 μm | |
| ARCO | < 30 μm | |
| URPIÓN | < 30 μm | |
| Limpeza / Embalaxe | Limpeza de salas limpas e envasado ao baleiro de clase 100, | |
| Envasado dunha soa peza. | ||
| Elemento | Obleas de zafiro de 12 polgadas de plano C (0001) e 1300 μm | |
| Materiais cristalinos | 99,999 %, alta pureza, Al2O3 monocristalino | |
| Grao | Prime, Epi-Ready | |
| Orientación da superficie | Plano C(0001) | |
| Plano C fóra do ángulo con respecto ao eixe M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diámetro | 300,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Espesor | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Pulido a un só lado | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (SSP) | Superficie traseira | Molido fino, Ra = 0,8 μm a 1,2 μm |
| Pulido por dobre cara | Superficie frontal | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| (DSP) | Superficie traseira | Epipulido, Ra < 0,2 nm (mediante AFM) |
| TVG | < 30 μm | |
| ARCO | < 30 μm | |
| URPIÓN | < 30 μm | |
Proceso de produción de obleas de zafiro
-
Crecemento de cristal
-
Cultivar bolas de zafiro (100–400 kg) usando o método Kyropoulos (KY) en fornos de crecemento de cristais dedicados.
-
-
Perforación e conformado de lingotes
-
Usa un barril de perforación para procesar a bóla en lingotes cilíndricos con diámetros de 2 a 6 polgadas e lonxitudes de 50 a 200 mm.
-
-
Primeiro recocido
-
Inspeccionar os lingotes para detectar defectos e realizar o primeiro recocido a alta temperatura para aliviar a tensión interna.
-
-
Orientación do cristal
-
Determinar a orientación precisa do lingote de zafiro (por exemplo, plano C, plano A, plano R) empregando instrumentos de orientación.
-
-
Corte con serra multifío
-
Corte o lingote en obleas finas segundo o grosor requirido usando un equipo de corte multifío.
-
-
Inspección inicial e segundo recocido
-
Inspeccionar as obleas tal e como foron cortadas (grosor, planitude, defectos superficiais).
-
Realizar o recocido de novo se é necesario para mellorar aínda máis a calidade do cristal.
-
-
Achaflanado, rectificado e pulido CMP
-
Realizar biselado, rectificado superficial e pulido químico-mecánico (CMP) con equipos especializados para obter superficies de calidade especular.
-
-
Limpeza
-
Limpe as obleas a fondo con auga ultrapura e produtos químicos nun ambiente de sala limpa para eliminar partículas e contaminantes.
-
-
Inspección óptica e física
-
Realizar a detección de transmitancia e rexistrar datos ópticos.
-
Mida os parámetros da oblea, incluíndo a TTV (variación total do grosor), a curvatura, a deformación, a precisión da orientación e a rugosidade da superficie.
-
-
Revestimento (opcional)
-
Aplicar revestimentos (por exemplo, revestimentos AR, capas protectoras) segundo as especificacións do cliente.
-
Inspección final e embalaxe
-
Realizar unha inspección de calidade do 100 % nunha sala limpa.
-
Embale as obleas en caixas de cassete en condicións de limpeza de Clase 100 e sélleas ao baleiro antes do envío.
Aplicacións das obleas de zafiro
As obleas de zafiro, coa súa dureza excepcional, a súa excelente transmitancia óptica, o seu excelente rendemento térmico e o seu illamento eléctrico, aplícanse amplamente en múltiples industrias. As súas aplicacións non só abarcan as industrias tradicionais de LED e optoelectrónica, senón que tamén se están expandindo aos semicondutores, á electrónica de consumo e aos campos avanzados da aeroespacial e da defensa.
1. Semicondutores e optoelectrónica
Substratos LED
As obleas de zafiro son os substratos principais para o crecemento epitaxial de nitruro de galio (GaN), amplamente utilizados en LED azuis, LED brancos e tecnoloxías Mini/Micro LED.
Diodos láser (LD)
Como substratos para díodos láser baseados en GaN, as obleas de zafiro apoian o desenvolvemento de dispositivos láser de alta potencia e longa vida útil.
Fotodetectores
Nos fotodetectores ultravioleta e infravermello, as obleas de zafiro úsanse a miúdo como fiestras transparentes e substratos illantes.
2. Dispositivos semicondutores
RFIC (circuítos integrados de radiofrecuencia)
Grazas ao seu excelente illamento eléctrico, as obleas de zafiro son substratos ideais para dispositivos de microondas de alta frecuencia e alta potencia.
Tecnoloxía de silicio sobre zafiro (SoS)
Mediante a aplicación da tecnoloxía SoS, pódese reducir considerablemente a capacitancia parasitaria, o que mellora o rendemento do circuíto. Isto úsase amplamente nas comunicacións de radiofrecuencia e na electrónica aeroespacial.
3. Aplicacións ópticas
Fiestras ópticas infravermellas
Cunha alta transmitancia no rango de lonxitudes de onda de 200 nm a 5000 nm, o zafiro úsase amplamente en detectores de infravermellos e sistemas de guía infravermellos.
Fiestras láser de alta potencia
A dureza e a resistencia térmica do zafiro convérteno nun material excelente para fiestras e lentes protectoras en sistemas láser de alta potencia.
4. Electrónica de consumo
Cubertas para lentes de cámara
A alta dureza do zafiro garante resistencia aos arañazos nas lentes de teléfonos intelixentes e cámaras.
Sensores de impresión dixital
As obleas de zafiro poden servir como cubertas transparentes e duradeiras que melloran a precisión e a fiabilidade no recoñecemento de impresións dixitais.
Reloxos intelixentes e pantallas premium
As pantallas de zafiro combinan a resistencia aos arañazos cunha alta claridade óptica, o que as fai populares en produtos electrónicos de alta gama.
5. Aeroespacial e Defensa
Cúpulas infravermellas para mísiles
As fiestras de zafiro permanecen transparentes e estables en condicións de alta temperatura e alta velocidade.
Sistemas ópticos aeroespaciais
Úsanse en fiestras ópticas de alta resistencia e equipos de observación deseñados para ambientes extremos.
Outros produtos comúns de zafiro
Produtos ópticos
-
Fiestras ópticas de zafiro
-
Úsase en láseres, espectrómetros, sistemas de imaxe infravermella e fiestras de sensores.
-
Rango de transmisión:UV 150 nm a IR medio 5,5 μm.
-
-
Lentes de zafiro
-
Aplicado en sistemas láser de alta potencia e óptica aeroespacial.
-
Pódense fabricar como lentes convexas, cóncavas ou cilíndricas.
-
-
Prismas de zafiro
-
Usado en instrumentos de medición óptica e sistemas de imaxe de precisión.
-
Aeroespacial e Defensa
-
Cúpulas de zafiro
-
Protexer os buscadores infravermellos en mísiles, UAV e aeronaves.
-
-
Cubertas protectoras de zafiro
-
Resiste o impacto do fluxo de aire a alta velocidade e ambientes hostiles.
-
Envasado do produto
Sobre XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. é unha dasmaior provedor de óptica e semicondutores da China, fundada en 2002. XKH foi desenvolvida para proporcionar aos investigadores académicos obleas e outros materiais e servizos científicos relacionados cos semicondutores. Os materiais semicondutores son o noso principal negocio, o noso equipo baséase na tecnicidade, dende a súa creación, XKH está profundamente involucrada na investigación e desenvolvemento de materiais electrónicos avanzados, especialmente no campo de diversas obleas/substratos.
Socios
Coa súa excelente tecnoloxía de materiais semicondutores, Shanghai Zhimingxin converteuse nun socio de confianza das principais empresas mundiais e das institucións académicas de renome. Coa súa persistencia na innovación e a excelencia, Zhimingxin estableceu profundas relacións de cooperación con líderes da industria como Schott Glass, Corning e Seoul Semiconductor. Estas colaboracións non só melloraron o nivel técnico dos nosos produtos, senón que tamén promoveron o desenvolvemento tecnolóxico nos campos da electrónica de potencia, os dispositivos optoelectrónicos e os dispositivos semicondutores.
Ademais da cooperación con empresas recoñecidas, Zhimingxin tamén estableceu relacións de cooperación en investigación a longo prazo con universidades de renome de todo o mundo, como a Universidade de Harvard, o University College London (UCL) e a Universidade de Houston. A través destas colaboracións, Zhimingxin non só proporciona apoio técnico para proxectos de investigación científica no ámbito académico, senón que tamén participa no desenvolvemento de novos materiais e innovación tecnolóxica, garantindo que esteamos sempre á vangarda da industria dos semicondutores.
Mediante unha estreita cooperación con estas empresas e institucións académicas de renome mundial, Shanghai Zhimingxin continúa a promover a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico, proporcionando produtos e solucións de primeira clase para satisfacer as crecentes necesidades do mercado global.
