Hoogzuivere gesmolten kwartswafers voor halfgeleider- en fotonische optische toepassingen 2″4″6″8″12″
Gedetailleerd diagram
Overzicht van kwartsglas
Kwartswafers vormen de ruggengraat van talloze moderne apparaten die de digitale wereld van vandaag aandrijven. Van de navigatie in je smartphone tot de ruggengraat van 5G-basisstations, kwarts levert geruisloos de stabiliteit, zuiverheid en precisie die nodig 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 quantumcomputing, de unieke eigenschappen van kwarts maken het onmisbaar in alle sectoren.
"Fused Silica" of "Fused Quartz", de amorfe fase van kwarts (SiO2). In tegenstelling tot borosilicaatglas bevat fused silica geen additieven; het bestaat dus in zijn zuivere vorm, SiO2. Fused silica heeft een hogere transmissie in het infrarood- en ultravioletspectrum dan normaal glas. Fused silica wordt geproduceerd door het smelten en opnieuw laten stollen van ultrazuiver SiO2. Synthetische fused silica daarentegen wordt gemaakt van siliciumrijke chemische precursors zoals SiCl4, die worden vergast en vervolgens geoxideerd in een H2 + O2-atmosfeer. Het gevormde SiO2-stof wordt in dit geval samengesmolten met silica op een substraat. De fused silica-blokken worden tot wafers gesneden, waarna de wafers tot slot worden gepolijst.
Belangrijkste kenmerken en voordelen van kwartsglaswafers
-
Ultrahoge zuiverheid (≥99,99% SiO2)
Ideaal voor ultra-schone halfgeleider- en fotonicaprocessen waarbij materiaalverontreiniging tot een minimum moet worden beperkt. -
Breed thermisch werkingsbereik
Behoudt de structurele integriteit bij cryogene temperaturen tot ruim 1100°C zonder kromtrekken of degradatie. -
Uitstekende UV- en IR-transmissie
Levert uitstekende optische helderheid van diep ultraviolet (DUV) tot nabij-infrarood (NIR), ter ondersteuning van optische precisietoepassingen. -
Lage thermische uitzettingscoëfficiënt
Verbetert de maatvastheid bij temperatuurschommelingen, waardoor spanning wordt verminderd en de procesbetrouwbaarheid wordt vergroot. -
Superieure chemische bestendigheid
Bestand tegen de meeste zuren, logen en oplosmiddelen, waardoor het uitermate geschikt is voor chemisch agressieve omgevingen. -
Flexibiliteit van de oppervlakteafwerking
Verkrijgbaar met ultragladde, enkelzijdig of dubbelzijdig gepolijste afwerkingen, compatibel met fotonica- en MEMS-vereisten.
Productieproces van kwartsglaswafer
Gefuseerde kwartswafers worden geproduceerd via een reeks gecontroleerde en nauwkeurige stappen:
-
Selectie van grondstoffen
Selectie van zeer zuivere natuurlijke kwarts- of synthetische SiO₂-bronnen. -
Smelten en fusie
Kwarts wordt gesmolten bij ~2000°C in elektrische ovens onder een gecontroleerde atmosfeer om insluitsels en bellen te verwijderen. -
Blokvormen
De gesmolten silica wordt afgekoeld tot vaste blokken of staven. -
Wafer snijden
Met behulp van nauwkeurige diamant- of draadzagen worden de ingots tot waferblanks gesneden. -
Lappen en polijsten
Beide oppervlakken worden vlak gemaakt en gepolijst om te voldoen aan de exacte optische, dikte- en ruwheidsspecificaties. -
Reiniging en inspectie
Wafers worden gereinigd in cleanrooms van ISO-klasse 100/1000 en onderworpen aan strenge inspecties op defecten en maatvoering.
Eigenschappen van kwartsglaswafels
| specificatie | eenheid | 4" | 6" | 8" | 10" | 12" |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Diameter / maat (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 referentieflat | mm | 32,5 | 57,5 | Half-inkeping | Half-inkeping | Half-inkeping |
| LTV (5 mm × 5 mm) | 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 |
| Verdraaien | μm | ≤ 30 | ≤ 40 | ≤ 50 | ≤ 50 | ≤ 50 |
| PLTV (5 mm × 5 mm) < 0,4 μm | % | ≥95% | ≥95% | ≥95% | ≥95% | ≥95% |
| Randafronding | mm | Voldoet aan de SEMI M1.2-norm / raadpleeg IEC62276 | ||||
| Oppervlaktetype | Enkelzijdig gepolijst / Dubbelzijdig gepolijst | |||||
| Gepolijste zijde Ra | nm | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| Criteria aan de achterkant | 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-transmissie | Uitstekend (JGS1) | Arm | Goed | Zeer 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 kwartsglaswafers
V1: 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. Qua functionaliteit bieden ze vergelijkbare prestaties, maar gesmolten silica kan een iets hogere zuiverheid en homogeniteit hebben.
V2: Kunnen gesmolten kwartswafers worden gebruikt in omgevingen met een hoog vacuüm?
Ja. Dankzij hun lage ontgassingseigenschappen en hoge thermische weerstand zijn gesmolten kwartswafers uitstekend geschikt voor vacuümsystemen en toepassingen in de lucht- en ruimtevaart.
V3: Zijn deze wafers geschikt voor diepe UV-lasertoepassingen?
Absoluut. Gefuseerd kwarts heeft een hoge transmissie tot ~185 nm, waardoor het ideaal is voor DUV-optica, lithografiemaskers en excimerlasersystemen.
V4: Ondersteunt u de productie van aangepaste wafers?
Ja. Wij bieden volledige maatwerkoplossingen, inclusief diameter, dikte, oppervlaktekwaliteit, vlakken/inkepingen en laserpatronen, op basis van uw specifieke toepassingsvereisten.
Over ons
XKH is gespecialiseerd in hightech ontwikkeling, productie en verkoop van speciaal optisch glas en nieuwe kristalmaterialen. Onze producten zijn geschikt voor optische elektronica, consumentenelektronica en het leger. We leveren optische componenten van saffier, lenskappen voor mobiele telefoons, keramiek, LT, siliciumcarbide (SIC), kwarts en halfgeleiderkristalwafers. Met onze expertise en geavanceerde apparatuur blinken we uit in de verwerking van niet-standaardproducten en streven we ernaar een toonaangevende hightechonderneming te worden op het gebied van opto-elektronische materialen.
