12inch saffierwafer C-Plane SSP/DSP
Gedetailleerd diagram
Saffier Introductie
Saffierwafers zijn monokristallijne substraten gemaakt van synthetisch aluminiumoxide (Al₂O₃) met een hoge zuiverheidsgraad. Grote saffierkristallen worden gekweekt met behulp van geavanceerde methoden zoals de Kyropoulos (KY) of Heat Exchange Method (HEM), en vervolgens bewerkt door middel van snijden, oriënteren, slijpen en precisiepolijsten. Dankzij de uitzonderlijke fysieke, optische en chemische eigenschappen speelt saffierwafers een onvervangbare rol in de halfgeleiderindustrie, opto-elektronica en hoogwaardige consumentenelektronica.
Gangbare saffiersynthesemethoden
| Methode | Beginsel | Voordelen | Belangrijkste toepassingen |
|---|---|---|---|
| Verneuil-methode(Vlammenfusie) | Hoogzuiver Al₂O₃-poeder wordt gesmolten in een knalgasvlam, druppels stollen laag voor laag op een zaadje | Lage kosten, hoge efficiëntie, relatief eenvoudig proces | Saffieren van edelsteenkwaliteit, vroege optische materialen |
| Czochralski-methode (CZ) | Al₂O₃ wordt gesmolten in een smeltkroes, en een zaadkristal wordt langzaam omhoog getrokken om het kristal te laten groeien | Produceert relatief grote kristallen met een goede integriteit | Laserkristallen, optische vensters |
| Kyropoulos-methode (KY) | Gecontroleerde, langzame afkoeling zorgt ervoor dat het kristal geleidelijk in de kroes groeit | In staat om grote, stressarme kristallen te laten groeien (tientallen kilo's of meer) | LED-substraten, smartphoneschermen, optische componenten |
| HEM-methode(Warmtewisseling) | De koeling begint vanaf de bovenkant van de kroes, kristallen groeien naar beneden vanaf het zaad | Produceert zeer grote kristallen (tot honderden kilo's) met een uniforme kwaliteit | Grote optische vensters, lucht- en ruimtevaart, militaire optica |
Kristaloriëntatie
| Oriëntatie / Vlak | Miller-index | Kenmerken | Belangrijkste toepassingen |
|---|---|---|---|
| C-vlak | (0001) | Loodrecht op de c-as, polair oppervlak, atomen gelijkmatig gerangschikt | LED, laserdiodes, GaN epitaxiale substraten (meest gebruikt) |
| A-vliegtuig | (11-20) | Parallel aan de c-as, niet-polair oppervlak, vermijdt polarisatie-effecten | Niet-polaire GaN-epitaxie, opto-elektronische apparaten |
| M-vlak | (10-10) | Parallel aan de c-as, niet-polair, hoge symmetrie | Hoogwaardige GaN-epitaxie, opto-elektronische apparaten |
| R-vlak | (1-102) | Schuin op de c-as, uitstekende optische eigenschappen | Optische vensters, infrarooddetectoren, lasercomponenten |
Specificatie voor saffierwafer (aanpasbaar)
| Item | 1-inch C-vlak (0001) 430 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, hoge zuiverheid, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak (0001) | |
| C-vlak afwijking ten opzichte van M-as 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 25,4 mm +/- 0,1 mm | |
| Dikte | 430 μm +/- 25 μm | |
| Enkelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (SSP) | Achterkant | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (DSP) | Achterkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| BOOG | < 5 μm | |
| WARP | < 5 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking van cleanrooms klasse 100, | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of enkelstuksverpakking. | ||
| Item | 2-inch C-vlak (0001) 430 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, hoge zuiverheid, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak (0001) | |
| C-vlak afwijking ten opzichte van M-as 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 50,8 mm +/- 0,1 mm | |
| Dikte | 430 μm +/- 25 μm | |
| Primaire vlakke oriëntatie | A-vlak (11-20) +/- 0,2° | |
| Primaire vlakke lengte | 16,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (SSP) | Achterkant | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (DSP) | Achterkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| BOOG | < 10 μm | |
| WARP | < 10 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking van cleanrooms klasse 100, | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of enkelstuksverpakking. | ||
| Item | 3-inch C-vlak (0001) 500 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, hoge zuiverheid, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak (0001) | |
| C-vlak afwijking ten opzichte van M-as 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 76,2 mm +/- 0,1 mm | |
| Dikte | 500 μm +/- 25 μm | |
| Primaire vlakke oriëntatie | A-vlak (11-20) +/- 0,2° | |
| Primaire vlakke lengte | 22,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (SSP) | Achterkant | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (DSP) | Achterkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| BOOG | < 15 μm | |
| WARP | < 15 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking van cleanrooms klasse 100, | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of enkelstuksverpakking. | ||
| Item | 4-inch C-vlak (0001) 650 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, hoge zuiverheid, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak (0001) | |
| C-vlak afwijking ten opzichte van M-as 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 100,0 mm +/- 0,1 mm | |
| Dikte | 650 μm +/- 25 μm | |
| Primaire vlakke oriëntatie | A-vlak (11-20) +/- 0,2° | |
| Primaire vlakke lengte | 30,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (SSP) | Achterkant | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (DSP) | Achterkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| BOOG | < 20 μm | |
| WARP | < 20 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking van cleanrooms klasse 100, | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of enkelstuksverpakking. | ||
| Item | 6-inch C-vlak (0001) 1300 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, hoge zuiverheid, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak (0001) | |
| C-vlak afwijking ten opzichte van M-as 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 150,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Dikte | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Primaire vlakke oriëntatie | A-vlak (11-20) +/- 0,2° | |
| Primaire vlakke lengte | 47,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Enkelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (SSP) | Achterkant | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (DSP) | Achterkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| BOOG | < 25 μm | |
| WARP | < 25 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking van cleanrooms klasse 100, | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of enkelstuksverpakking. | ||
| Item | 8-inch C-vlak (0001) 1300 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, hoge zuiverheid, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak (0001) | |
| C-vlak afwijking ten opzichte van M-as 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 200,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Dikte | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Enkelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (SSP) | Achterkant | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (DSP) | Achterkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BOOG | < 30 μm | |
| WARP | < 30 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking van cleanrooms klasse 100, | |
| Verpakking in één stuk. | ||
| Item | 12-inch C-vlak (0001) 1300 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, hoge zuiverheid, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak (0001) | |
| C-vlak afwijking ten opzichte van M-as 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diameter | 300,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Dikte | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Enkelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (SSP) | Achterkant | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| (DSP) | Achterkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (volgens AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BOOG | < 30 μm | |
| WARP | < 30 μm | |
Saffierwaferproductieproces
-
Kristalgroei
-
Kweek saffierbolen (100–400 kg) met behulp van de Kyropoulos (KY)-methode in speciale kristalgroeiovens.
-
-
Ingots boren en vormen
-
Verwerk de boule met behulp van een boorcilinder tot cilindrische blokken met een diameter van 2 tot 6 inch en een lengte van 50 tot 200 mm.
-
-
Eerste gloeiing
-
Controleer de ingots op defecten en voer een eerste hoogtemperatuurgloeiing uit om interne spanningen te verlichten.
-
-
Kristaloriëntatie
-
Bepaal de precieze oriëntatie van de saffierstaaf (bijv. C-vlak, A-vlak, R-vlak) met behulp van oriëntatie-instrumenten.
-
-
Zagen met meerdere draden
-
Snijd het blok met behulp van een snijmachine met meerdere draden in dunne plakken van de gewenste dikte.
-
-
Eerste inspectie en tweede gloeiing
-
Controleer de gesneden wafers (dikte, vlakheid, oppervlaktedefecten).
-
Voer indien nodig opnieuw gloeien uit om de kristalkwaliteit verder te verbeteren.
-
-
Afschuinen, slijpen en CMP-polijsten
-
Voer afschuinen, vlak slijpen en chemisch-mechanisch polijsten (CMP) uit met gespecialiseerde apparatuur om spiegelgladde oppervlakken te verkrijgen.
-
-
Schoonmaak
-
Reinig wafers grondig met ultrazuiver water en chemicaliën in een cleanroomomgeving om deeltjes en verontreinigingen te verwijderen.
-
-
Optische en fysieke inspectie
-
Transmissiedetectie uitvoeren en optische gegevens vastleggen.
-
Meet waferparameters, waaronder TTV (totale diktevariatie), buiging, kromming, oriëntatienauwkeurigheid en oppervlakteruwheid.
-
-
Coating (optioneel)
-
Coatings (bijv. AR-coatings, beschermlagen) aanbrengen volgens de specificaties van de klant.
-
Eindinspectie en verpakking
-
Voer 100% kwaliteitsinspectie uit in een cleanroom.
-
Verpak de wafers in cassettedozen onder schone omstandigheden van klasse 100 en vacuüm ze vóór verzending.
Toepassingen van saffierwafers
Saffierwafers worden, dankzij hun uitzonderlijke hardheid, uitstekende optische transmissie, uitstekende thermische prestaties en elektrische isolatie, veelvuldig toegepast in diverse industrieën. Hun toepassingen bestrijken niet alleen de traditionele led- en opto-elektronische industrie, maar breiden zich ook uit naar halfgeleiders, consumentenelektronica en geavanceerde lucht- en ruimtevaart- en defensietoepassingen.
1. Halfgeleiders en opto-elektronica
LED-substraten
Saffierwafers zijn de belangrijkste substraten voor epitaxiale groei van galliumnitride (GaN) en worden veel gebruikt in blauwe LED's, witte LED's en mini-/micro-LED-technologieën.
Laserdiodes (LD's)
Als substraat voor GaN-gebaseerde laserdiodes ondersteunen saffierwafers de ontwikkeling van krachtige laserapparaten met een lange levensduur.
Fotodetectoren
In ultraviolet- en infraroodfotodetectoren worden saffierwafers vaak gebruikt als transparante vensters en isolerende substraten.
2. Halfgeleiderapparaten
RFIC's (Radio Frequency Integrated Circuits)
Dankzij hun uitstekende elektrische isolatie vormen saffierwafers ideale substraten voor hoogfrequente en krachtige microgolfapparaten.
Silicium-op-saffier (SoS)-technologie
Door SoS-technologie toe te passen, kan de parasitaire capaciteit aanzienlijk worden verminderd, wat de circuitprestaties verbetert. Dit wordt veel gebruikt in RF-communicatie en lucht- en ruimtevaartelektronica.
3. Optische toepassingen
Infrarood optische vensters
Vanwege de hoge transmissie in het golflengtebereik van 200 nm tot 5000 nm wordt saffier veelvuldig gebruikt in infrarooddetectoren en infraroodgeleidingssystemen.
Krachtige laservensters
Dankzij de hardheid en thermische bestendigheid van saffier is het een uitstekend materiaal voor beschermende vensters en lenzen in krachtige lasersystemen.
4. Consumentenelektronica
Cameralenskappen
De hoge hardheid van saffier zorgt ervoor dat smartphone- en cameralenzen krasbestendig zijn.
Vingerafdruksensoren
Saffierwafers kunnen dienen als duurzame, transparante afdekkingen die de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van vingerafdrukherkenning verbeteren.
Smartwatches en premium displays
Saffierschermen combineren krasbestendigheid met een hoge optische helderheid, waardoor ze populair zijn in hoogwaardige elektronische producten.
5. Lucht- en ruimtevaart en defensie
Raket-infraroodkoepels
Saffiervensters blijven transparant en stabiel, zelfs bij hoge temperaturen en hoge snelheden.
Lucht- en ruimtevaart optische systemen
Ze worden gebruikt in optische vensters met hoge sterkte en in observatieapparatuur die is ontworpen voor extreme omgevingen.
Andere veelvoorkomende saffierproducten
Optische producten
-
Saffier optische vensters
-
Wordt gebruikt in lasers, spectrometers, infraroodbeeldsystemen en sensorvensters.
-
Transmissiebereik:UV 150 nm tot midden-IR 5,5 μm.
-
-
Saffierlenzen
-
Toegepast in krachtige lasersystemen en optica in de lucht- en ruimtevaart.
-
Kan worden vervaardigd als bolle, holle of cilindrische lenzen.
-
-
Saffierprisma's
-
Wordt gebruikt in optische meetinstrumenten en nauwkeurige beeldvormingssystemen.
-
Lucht- en ruimtevaart en defensie
-
Saffierkoepels
-
Bescherm infraroodzoekers in raketten, UAV's en vliegtuigen.
-
-
Saffier beschermhoezen
-
Bestand tegen schokken met hoge luchtsnelheden en zware omstandigheden.
-
Productverpakking
Over XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. is een van degrootste leverancier van optische en halfgeleiders in ChinaXKH, opgericht in 2002, is ontwikkeld om academische onderzoekers te voorzien van wafers en andere halfgeleidergerelateerde wetenschappelijke materialen en diensten. Halfgeleidermaterialen vormen onze belangrijkste kernactiviteit; ons team is technisch georiënteerd. Sinds de oprichting is XKH nauw betrokken bij het onderzoek en de ontwikkeling van geavanceerde elektronische materialen, met name op het gebied van diverse wafers/substraten.
Partners
Dankzij zijn uitstekende halfgeleidermateriaaltechnologie is Shanghai Zhimingxin een vertrouwde partner geworden van 's werelds beste bedrijven en gerenommeerde academische instellingen. Dankzij zijn voortdurende innovatie en uitmuntendheid heeft Zhimingxin nauwe samenwerkingsverbanden opgebouwd met marktleiders zoals Schott Glass, Corning en Seoul Semiconductor. Deze samenwerkingen hebben niet alleen het technische niveau van onze producten verbeterd, maar ook de technologische ontwikkeling op het gebied van vermogenselektronica, opto-elektronische apparaten en halfgeleiders bevorderd.
Naast de samenwerking met bekende bedrijven heeft Zhimingxin ook langdurige onderzoeksrelaties opgebouwd met topuniversiteiten wereldwijd, zoals Harvard University, University College London (UCL) en de Universiteit van Houston. Door deze samenwerkingen biedt Zhimingxin niet alleen technische ondersteuning voor wetenschappelijke onderzoeksprojecten in de academische wereld, maar neemt het ook deel aan de ontwikkeling van nieuwe materialen en technologische innovaties. Zo blijven we altijd toonaangevend in de halfgeleiderindustrie.
Door nauwe samenwerking met deze wereldberoemde bedrijven en academische instellingen blijft Shanghai Zhimingxin technologische innovatie en ontwikkeling bevorderen en levert het producten en oplossingen van wereldklasse om te voldoen aan de groeiende behoeften van de wereldwijde markt.
