12-inch saffier wafer C-vlak SSP/DSP
Gedetailleerd diagram
Introductie van saffier
Een saffierwafel is een substraatmateriaal van éénkristallijn aluminiumoxide (Al₂O₃) met een hoge zuiverheid. Grote saffierkristallen worden gekweekt met behulp van geavanceerde methoden zoals de Kyropoulos-methode (KY) of de warmtewisselingsmethode (HEM), en vervolgens bewerkt door middel van snijden, oriënteren, slijpen en precisiepolijsten. Dankzij zijn uitzonderlijke fysische, optische en chemische eigenschappen speelt de saffierwafel een onvervangbare rol in de halfgeleiderindustrie, de opto-elektronica en hoogwaardige consumentenelektronica.
Gangbare synthesemethoden voor saffier
| Methode | Beginsel | Voordelen | Belangrijkste toepassingen |
|---|---|---|---|
| Verneuil-methode(Vlamfusie) | Hoogzuiver Al₂O₃-poeder wordt gesmolten in een oxywaterstofvlam, waarbij de druppels laagje voor laagje stollen op een kiemkristal. | Lage kosten, hoge efficiëntie, relatief eenvoudig proces | Saffieren van edelsteenkwaliteit, vroege optische materialen |
| Czochralski-methode (CZ) | Al₂O₃ wordt in een smeltkroes gesmolten en een kiemkristal wordt langzaam omhoog getrokken om het kristal te laten groeien. | Produceert relatief grote kristallen met een goede structuur. | Laserkristallen, optische vensters |
| Kyropoulos-methode (KY) | Door gecontroleerde, langzame afkoeling kan het kristal geleidelijk in de smeltkroes groeien. | Geschikt voor het kweken van grote, spanningsarme kristallen (tientallen kilogrammen of meer). | LED-substraten, smartphoneschermen, optische componenten |
| HEM-methode(Warmtewisseling) | Het afkoelen begint aan de bovenkant van de smeltkroes; de kristallen groeien van de kiem naar beneden. | Produceert zeer grote kristallen (tot wel honderden kilogrammen) met een uniforme kwaliteit. | Grote optische vensters, ruimtevaart, militaire optica |
Kristaloriëntatie
| Oriëntatie / Vlak | Miller-index | Kenmerken | Belangrijkste toepassingen |
|---|---|---|---|
| C-vlak | (0001) | Loodrecht op de c-as, polair oppervlak, atomen uniform gerangschikt | LED's, laserdiode's, GaN-epitaxiale substraten (meest gebruikt) |
| A-vliegtuig | (11-20) | Parallel aan de c-as, niet-polair oppervlak, voorkomt 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) | Onder een hoek ten opzichte van de c-as, uitstekende optische eigenschappen. | Optische vensters, infrarooddetectoren, lasercomponenten |
Specificaties voor saffierwafels (aanpasbaar)
| Item | 1-inch C-vlak (0001) 430 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, zeer zuiver, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak(0001) | |
| C-vlak afwijkt onder een hoek ten opzichte van de M-as van 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 (gemeten met AFM) |
| (SSP) | Achterzijde | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| (DSP) | Achterzijde | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| BOOG | < 5 μm | |
| WARP | < 5 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking in cleanrooms van klasse 100. | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of per stuk verpakt. | ||
| Item | 2-inch C-vlak (0001) 430 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, zeer zuiver, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak(0001) | |
| C-vlak afwijkt onder een hoek ten opzichte van de M-as van 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 (gemeten met AFM) |
| (SSP) | Achterzijde | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| (DSP) | Achterzijde | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| BOOG | < 10 μm | |
| WARP | < 10 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking in cleanrooms van klasse 100. | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of per stuk verpakt. | ||
| Item | 3-inch C-vlak (0001) 500 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, zeer zuiver, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak(0001) | |
| C-vlak afwijkt onder een hoek ten opzichte van de M-as van 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 (gemeten met AFM) |
| (SSP) | Achterzijde | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| (DSP) | Achterzijde | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| BOOG | < 15 μm | |
| WARP | < 15 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking in cleanrooms van klasse 100. | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of per stuk verpakt. | ||
| Item | 4-inch C-vlak (0001) 650 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, zeer zuiver, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak(0001) | |
| C-vlak afwijkt onder een hoek ten opzichte van de M-as van 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 (gemeten met AFM) |
| (SSP) | Achterzijde | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| (DSP) | Achterzijde | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| BOOG | < 20 μm | |
| WARP | < 20 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking in cleanrooms van klasse 100. | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of per stuk verpakt. | ||
| Item | 6-inch C-vlak (0001) 1300 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, zeer zuiver, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak(0001) | |
| C-vlak afwijkt onder een hoek ten opzichte van de M-as van 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 (gemeten met AFM) |
| (SSP) | Achterzijde | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| (DSP) | Achterzijde | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| BOOG | < 25 μm | |
| WARP | < 25 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking in cleanrooms van klasse 100. | |
| 25 stuks in één cassetteverpakking of per stuk verpakt. | ||
| Item | 8-inch C-vlak (0001) 1300 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, zeer zuiver, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak(0001) | |
| C-vlak afwijkt onder een hoek ten opzichte van de M-as van 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 (gemeten met AFM) |
| (SSP) | Achterzijde | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| (DSP) | Achterzijde | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BOOG | < 30 μm | |
| WARP | < 30 μm | |
| Reiniging / Verpakking | Reiniging en vacuümverpakking in cleanrooms van klasse 100. | |
| Verpakking per stuk. | ||
| Item | 12-inch C-vlak (0001) 1300 μm saffierwafers | |
| Kristalmaterialen | 99,999%, zeer zuiver, monokristallijn Al2O3 | |
| Cijfer | Prime, Epi-Ready | |
| Oppervlakteoriëntatie | C-vlak(0001) | |
| C-vlak afwijkt onder een hoek ten opzichte van de M-as van 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 (gemeten met AFM) |
| (SSP) | Achterzijde | Fijn gemalen, Ra = 0,8 μm tot 1,2 μm |
| Dubbelzijdig gepolijst | Voorkant | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| (DSP) | Achterzijde | Epi-gepolijst, Ra < 0,2 nm (gemeten met AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BOOG | < 30 μm | |
| WARP | < 30 μm | |
Productieproces van saffierwafels
-
Kristalgroei
-
Kweek saffierbollen (100–400 kg) met behulp van de Kyropoulos (KY)-methode in speciale kristalgroeiovens.
-
-
Ingotboren en -vormen
-
Gebruik een boorkop om de boule te verwerken tot cilindrische staven met een diameter van 2–6 inch en een lengte van 50–200 mm.
-
-
Eerste gloeibehandeling
-
Controleer de staven op defecten en voer de eerste gloeibehandeling bij hoge temperatuur 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 de staaf met behulp van meeraderige snijapparatuur in dunne plakken van de gewenste dikte.
-
-
Eerste inspectie en tweede gloeibehandeling
-
Controleer de gesneden wafers (dikte, vlakheid, oppervlaktedefecten).
-
Herhaal de gloeibehandeling indien nodig om de kristalkwaliteit verder te verbeteren.
-
-
Afschuinen, slijpen en CMP-polijsten
-
Voer afschuinen, oppervlakteslijpen en chemisch-mechanisch polijsten (CMP) uit met gespecialiseerde apparatuur om spiegelgladde oppervlakken te verkrijgen.
-
-
Schoonmaak
-
Reinig de wafers grondig met ultrazuiver water en chemicaliën in een cleanroomomgeving om deeltjes en verontreinigingen te verwijderen.
-
-
Optische en fysieke inspectie
-
Voer transmissiemetingen uit en registreer optische gegevens.
-
Meet waferparameters zoals TTV (totale diktevariatie), kromming, vervorming, oriëntatienauwkeurigheid en oppervlakteruwheid.
-
-
Coating (optioneel)
-
Breng coatings aan (bijv. AR-coatings, beschermlagen) volgens de specificaties van de klant.
-
Eindinspectie en verpakking
-
Voer een 100% kwaliteitscontrole uit in een cleanroom.
-
Verpak de wafers in cassettedozen onder schone omstandigheden van klasse 100 en vacuümseal ze vóór verzending.
Toepassingen van saffierwafers
Saffierwafers, met hun uitzonderlijke hardheid, uitstekende optische transmissie, superieure thermische prestaties en elektrische isolatie, worden op grote schaal toegepast in diverse industrieën. Hun toepassingen beperken zich niet alleen tot de traditionele LED- en opto-elektronica-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 de epitaxiale groei van galliumnitride (GaN), dat veelvuldig wordt gebruikt in blauwe LED's, witte LED's en mini-/micro-LED-technologieën.
Laserdiodes (LD's)
Saffierwafers fungeren als substraten voor GaN-gebaseerde laserdiode's en ondersteunen daarmee de ontwikkeling van krachtige laserapparaten met een lange levensduur.
Fotodetectoren
In ultraviolet- en infraroodfotodetectoren worden saffierplaten vaak gebruikt als transparante vensters en isolerende substraten.
2. Halfgeleiderapparaten
RFIC's (Radio Frequency Integrated Circuits)
Dankzij hun uitstekende elektrische isolatie zijn saffierwafers ideale substraten voor hoogfrequente en krachtige microgolfapparaten.
Silicon-on-Sapphire (SoS) technologie
Door SoS-technologie toe te passen, kan de parasitaire capaciteit aanzienlijk worden verminderd, waardoor de circuitprestaties verbeteren. Deze technologie wordt veel gebruikt in RF-communicatie en ruimtevaart-elektronica.
3. Optische toepassingen
Infrarood optische vensters
Door de hoge transmissie in het golflengtebereik van 200 nm tot 5000 nm wordt saffier veelvuldig gebruikt in infrarooddetectoren en infraroodgeleidingssystemen.
Laservensters met hoog vermogen
De hardheid en hittebestendigheid van saffier maken het een uitstekend materiaal voor beschermende vensters en lenzen in krachtige lasersystemen.
4. Consumentenelektronica
Lensdoppen voor camera's
De hoge hardheid van saffier zorgt ervoor dat smartphones en cameralenzen krasbestendig zijn.
Vingerafdruksensoren
Saffierplaatjes kunnen dienen als duurzame, transparante afdekkingen die de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van vingerafdrukherkenning verbeteren.
Smartwatches en premium displays
Saffieren schermen combineren krasbestendigheid met een hoge optische helderheid, waardoor ze populair zijn in hoogwaardige elektronische producten.
5. Lucht- en ruimtevaart en defensie
Raket infraroodkoepels
Saffieren vensters blijven transparant en stabiel onder omstandigheden met hoge temperaturen en hoge snelheden.
Lucht- en ruimtevaart optische systemen
Ze worden gebruikt in zeer sterke optische vensters en observatieapparatuur die ontworpen is voor extreme omstandigheden.
Andere veelvoorkomende saffierproducten
Optische producten
-
Saffieren optische vensters
-
Gebruikt in lasers, spectrometers, infrarood beeldvormingssystemen en sensorvensters.
-
Zendbereik:UV 150 nm tot midden-IR 5,5 μm.
-
-
Saffieren lenzen
-
Toegepast in krachtige lasersystemen en ruimtevaartoptiek.
-
Ze kunnen worden vervaardigd als bolle, holle of cilindrische lenzen.
-
-
Saffierprisma's
-
Gebruikt in optische meetinstrumenten en precisiebeeldvormingssystemen.
-
Lucht- en ruimtevaart en defensie
-
Saffierkoepels
-
Bescherm infraroodsensoren in raketten, drones en vliegtuigen.
-
-
Saffier beschermhoezen
-
Bestand tegen impact van hoge luchtsnelheden en zware omstandigheden.
-
Productverpakking
Over XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. is een van degrootste leverancier van optische en halfgeleiderproducten in ChinaXKH is opgericht in 2002 en is ontwikkeld om academische onderzoekers te voorzien van wafers en andere wetenschappelijke materialen en diensten met betrekking tot halfgeleiders. Halfgeleidermaterialen vormen onze kernactiviteit. Ons team is technisch onderlegd en sinds de oprichting is XKH nauw betrokken bij onderzoek en ontwikkeling van geavanceerde elektronische materialen, met name op het gebied van diverse wafers en substraten.
Partners
Met zijn uitmuntende technologie op het gebied van halfgeleidermaterialen is Shanghai Zhimingxin een vertrouwde partner geworden van 's werelds toonaangevende bedrijven en gerenommeerde academische instellingen. Door zijn voortdurende streven naar innovatie en uitmuntendheid heeft Zhimingxin diepgaande 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 bevorderd op het gebied van vermogenselektronica, opto-elektronische apparaten en halfgeleidercomponenten.
Naast de samenwerking met bekende bedrijven heeft Zhimingxin ook langdurige onderzoeksamenwerkingen opgezet met topuniversiteiten wereldwijd, zoals Harvard University, University College London (UCL) en de University of Houston. Dankzij deze samenwerkingen biedt Zhimingxin niet alleen technische ondersteuning aan wetenschappelijke onderzoeksprojecten in de academische wereld, maar draagt het ook bij aan de ontwikkeling van nieuwe materialen en technologische innovaties, waardoor we altijd voorop blijven lopen 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 wereldmarkt.
