Hoogzuivere gesmolten kwartswafels voor halfgeleider-, fotonica- en optische toepassingen 2″4″6″8″12″
Gedetailleerd diagram
Overzicht van kwartsglas
Kwartsplaten vormen de ruggengraat van talloze moderne apparaten die de digitale wereld van vandaag aandrijven. Van de navigatie in uw smartphone tot de infrastructuur van 5G-basisstations: kwarts levert op een stille manier de stabiliteit, zuiverheid en precisie die vereist zijn in hoogwaardige elektronica en fotonica. Of het nu gaat om de ondersteuning van flexibele circuits, het mogelijk maken van MEMS-sensoren of het vormen van de basis voor kwantumcomputing, de unieke eigenschappen van kwarts maken het onmisbaar in diverse industrieën.
Gesmolten silica of gesmolten kwarts is de amorfe fase van kwarts (SiO2). In tegenstelling tot borosilicaatglas bevat gesmolten silica geen additieven; het bestaat dus in zijn pure vorm, SiO2. Gesmolten silica heeft een hogere transmissie in het infrarood- en ultravioletspectrum dan gewoon glas. Gesmolten silica wordt geproduceerd door ultrazuivere SiO2 te smelten en opnieuw te stollen. Synthetisch gesmolten silica daarentegen wordt gemaakt van siliciumrijke chemische voorlopers zoals SiCl4, die worden vergast en vervolgens geoxideerd in een H2 + O2-atmosfeer. Het in dit geval gevormde SiO2-stof wordt op een substraat tot silica gesmolten. De blokken gesmolten silica worden in wafers gesneden, waarna de wafers uiteindelijk worden gepolijst.
Belangrijkste kenmerken en voordelen van kwartsglazen wafers
-
Ultra-hoge zuiverheid (≥99,99% SiO2)
Ideaal voor ultraschone halfgeleider- en fotonicaprocessen waarbij materiaalverontreiniging tot een minimum moet worden beperkt. -
Breed thermisch werkingsbereik
Behoudt de structurele integriteit bij temperaturen van cryogene temperaturen tot boven de 1100 °C zonder vervorming of degradatie. -
Uitstekende UV- en IR-doorlaatbaarheid
Biedt uitstekende optische helderheid van diep ultraviolet (DUV) tot nabij-infrarood (NIR), ter ondersteuning van precisie-optische toepassingen. -
Lage thermische uitzettingscoëfficiënt
Verbetert de dimensionale stabiliteit bij temperatuurschommelingen, vermindert spanning en verbetert de procesbetrouwbaarheid. -
Superieure chemische bestendigheid
Inert ten opzichte van de meeste zuren, basen en oplosmiddelen, waardoor het zeer geschikt is voor chemisch agressieve omgevingen. -
Flexibiliteit van de oppervlakteafwerking
Verkrijgbaar met een ultragladde, enkelzijdige of dubbelzijdige gepolijste afwerking, compatibel met fotonica- en MEMS-toepassingen.
Productieproces van kwartsglaswafels
Gesmolten kwartsschijven worden geproduceerd via een reeks gecontroleerde en nauwkeurige stappen:
-
Grondstoffenselectie
Selectie van zeer zuivere natuurlijke kwarts- of synthetische SiO₂-bronnen. -
Smelten en samensmelting
Kwarts wordt gesmolten bij ongeveer 2000 °C in elektrische ovens onder gecontroleerde atmosfeer om insluitingen en luchtbellen te verwijderen. -
Blokken vormen
Het gesmolten siliciumdioxide wordt afgekoeld tot vaste blokken of staven. -
Wafer snijden
Met behulp van precisiediamant- of draadzagen worden de staven in schijfvormige stukken gesneden. -
Slijpen en polijsten
Beide oppervlakken worden vlakgemaakt en gepolijst om te voldoen aan de exacte optische, dikte- en ruwheidsspecificaties. -
Reiniging en inspectie
De wafers worden gereinigd in cleanrooms van ISO-klasse 100/1000 en onderworpen aan een strenge inspectie op defecten en dimensionale conformiteit.
Eigenschappen van kwartsglasplaatjes
| specificatie | eenheid | 4" | 6" | 8" | 10" | 12" |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Diameter / afmeting (of vierkant) | mm | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
| Tolerantie (±) | mm | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Dikte | mm | 0,10 of meer | 0,30 of meer | 0,40 of meer | 0,50 of meer | 0,50 of meer |
| Primaire referentieplattegrond | mm | 32.5 | 57.5 | Half-inkeping | Half-inkeping | Half-inkeping |
| LTV (5mm×5mm) | μm | < 0,5 | < 0,5 | < 0,5 | < 0,5 | < 0,5 |
| TTV | μm | < 2 | < 3 | < 3 | < 5 | < 5 |
| Boog | μm | ±20 | ±30 | ±40 | ±40 | ±40 |
| Warp | μm | ≤ 30 | ≤ 40 | ≤ 50 | ≤ 50 | ≤ 50 |
| PLTV (5mm×5mm) < 0,4μm | % | ≥95% | ≥95% | ≥95% | ≥95% | ≥95% |
| Randafronding | mm | Voldoet aan de SEMI M1.2-norm / zie IEC62276 | ||||
| Oppervlaktetype | Enkelzijdig gepolijst / Dubbelzijdig gepolijst | |||||
| Gepolijste zijkant Ra | nm | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| Criteria voor de achterzijde | μm | algemeen 0,2-0,7 of aangepast | ||||
Kwarts versus andere transparante materialen
| Eigendom | Kwartsglas | Borosilicaatglas | Saffier | Standaard glas |
|---|---|---|---|---|
| Maximale bedrijfstemperatuur | ~1100°C | ~500°C | ~2000°C | ~200°C |
| UV-doorlaatbaarheid | Uitstekend (JGS1) | Arm | Goed | Heel slecht |
| Chemische bestendigheid | Uitstekend | Gematigd | Uitstekend | Arm |
| Zuiverheid | Extreem hoog | Laag tot matig | Hoog | Laag |
| Thermische uitzetting | Zeer laag | Gematigd | Laag | Hoog |
| Kosten | Matig tot hoog | Laag | Hoog | Zeer laag |
Veelgestelde vragen over kwartsglazen wafers
Vraag 1: Wat is het verschil tussen gesmolten kwarts en gesmolten silica?
Hoewel beide amorfe vormen van SiO₂ zijn, is gesmolten kwarts doorgaans afkomstig van natuurlijke kwartsbronnen, terwijl gesmolten silica synthetisch wordt geproduceerd. Functioneel gezien bieden ze vergelijkbare prestaties, maar gesmolten silica kan een iets hogere zuiverheid en homogeniteit hebben.
Vraag 2: Kunnen gesmolten kwartsschijven worden gebruikt in omgevingen met een hoog vacuüm?
Ja. Door hun lage ontgassingseigenschappen en hoge thermische weerstand zijn gesmolten kwartsschijven uitstekend geschikt voor vacuümsystemen en ruimtevaarttoepassingen.
Vraag 3: Zijn deze wafers geschikt voor toepassingen met diep-UV-lasers?
Absoluut. Gesmolten kwarts heeft een hoge transmissie tot ongeveer 185 nm, waardoor het ideaal is voor DUV-optiek, lithografiemaskers en excimerlasersystemen.
Vraag 4: Ondersteunt u de fabricage van wafers op maat?
Ja. Wij bieden volledige maatwerkopties, waaronder diameter, dikte, oppervlaktekwaliteit, vlakken/inkepingen en laserpatronen, afgestemd op uw specifieke toepassingsvereisten.
Over ons
XKH is gespecialiseerd in de ontwikkeling, productie en verkoop van hoogwaardige optische glassoorten en nieuwe kristalmaterialen. Onze producten worden gebruikt in de optische elektronica, consumentenelektronica en de militaire sector. We bieden saffieren optische componenten, lenskappen voor mobiele telefoons, keramiek, LT, siliciumcarbide (SIC), kwarts en halfgeleiderkristalwafers. Dankzij onze expertise en geavanceerde apparatuur blinken we uit in de verwerking van niet-standaard producten en streven we ernaar een toonaangevende hightech onderneming in opto-elektronische materialen te worden.
