12-palčni safirni rezin C-Plane SSP/DSP
Podroben diagram
Uvod v safir
Safirna rezina je monokristalni substratni material, izdelan iz visoko čistega sintetičnega aluminijevega oksida (Al₂O₃). Veliki safirni kristali se gojijo z naprednimi metodami, kot sta Kyropoulosova (KY) ali metoda izmenjave toplote (HEM), nato pa se obdelajo z rezanjem, orientacijo, brušenjem in preciznim poliranjem. Zaradi svojih izjemnih fizikalnih, optičnih in kemijskih lastnosti ima safirna rezina nenadomestljivo vlogo na področju polprevodnikov, optoelektronike in vrhunske potrošniške elektronike.
Glavne metode sinteze safirja
| Metoda | Načelo | Prednosti | Glavne aplikacije |
|---|---|---|---|
| Verneuilova metoda(Fuzija plamena) | Visoko čist prah Al₂O₃ se stopi v plamenu oksivodika, kapljice se strdijo plast za plastjo na semenu. | Nizki stroški, visoka učinkovitost, relativno preprost postopek | Safirji draguljarske kakovosti, zgodnji optični materiali |
| Czochralskijeva metoda (CZ) | Al₂O₃ se stopi v lončku in semenski kristal se počasi potegne navzgor, da zraste kristal. | Proizvaja relativno velike kristale z dobro integriteto | Laserski kristali, optična okna |
| Kyropoulosova metoda (KY) | Nadzorovano počasno hlajenje omogoča postopno rast kristala v lončku | Zmožnost gojenja velikih kristalov z nizko težo (več deset kilogramov ali več) | LED substrati, zasloni pametnih telefonov, optične komponente |
| Metoda HEM(Izmenjava toplote) | Hlajenje se začne na vrhu lončka, kristali rastejo navzdol od semena. | Proizvaja zelo velike kristale (do več sto kilogramov) z enakomerno kakovostjo | Velika optična okna, vesoljska in vojaška optika |
Kristalna orientacija
| Orientacija / ravnina | Millerjev indeks | Značilnosti | Glavne aplikacije |
|---|---|---|---|
| C-ravnina | (0001) | Pravokotno na os c, polarna površina, atomi razporejeni enakomerno | LED, laserske diode, GaN epitaksialni substrati (najpogosteje uporabljeni) |
| Letalo A | (11–20) | Vzporedno z osjo c, nepolarna površina, preprečuje polarizacijske učinke | Nepolarna GaN epitaksija, optoelektronske naprave |
| M-ravnina | (10–10) | Vzporedno z osjo c, nepolarno, visoka simetrija | Visokozmogljiva GaN epitaksija, optoelektronske naprave |
| R-ravnina | (1–102) | Nagnjeno k osi c, odlične optične lastnosti | Optična okna, infrardeči detektorji, laserske komponente |
Specifikacija safirne rezine (prilagodljiva)
| Predmet | 1-palčne safirne rezine C-ravnine (0001) 430 μm | |
| Kristalni materiali | 99,999 %, visoka čistost, monokristalni Al2O3 | |
| Razred | Prime, Epi-Ready | |
| Površinska orientacija | C-ravnina (0001) | |
| Kot odklona ravnine C proti osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Premer | 25,4 mm +/- 0,1 mm | |
| Debelina | 430 μm +/- 25 μm | |
| Polirano z eno stranjo | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (SSP) | Zadnja površina | Fino brušeno, Ra = od 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dvojno polirano | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (DSP) | Zadnja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| LOK | < 5 μm | |
| DEFORMACIJA | < 5 μm | |
| Čiščenje / Embalaža | Čiščenje čistih prostorov razreda 100 in vakuumsko pakiranje, | |
| 25 kosov v pakiranju z eno kaseto ali posamičnim kosom. | ||
| Predmet | 2-palčne safirne rezine C-ravnine (0001) 430 μm | |
| Kristalni materiali | 99,999 %, visoka čistost, monokristalni Al2O3 | |
| Razred | Prime, Epi-Ready | |
| Površinska orientacija | C-ravnina (0001) | |
| Kot odklona ravnine C proti osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Premer | 50,8 mm +/- 0,1 mm | |
| Debelina | 430 μm +/- 25 μm | |
| Primarna orientacija stanovanja | A-ravnina (11–20) +/- 0,2° | |
| Primarna dolžina ploščatega dela | 16,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Polirano z eno stranjo | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (SSP) | Zadnja površina | Fino brušeno, Ra = od 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dvojno polirano | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (DSP) | Zadnja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| LOK | < 10 μm | |
| DEFORMACIJA | < 10 μm | |
| Čiščenje / Embalaža | Čiščenje čistih prostorov razreda 100 in vakuumsko pakiranje, | |
| 25 kosov v pakiranju z eno kaseto ali posamičnim kosom. | ||
| Predmet | 3-palčne safirne rezine C-ravnine (0001) 500 μm | |
| Kristalni materiali | 99,999 %, visoka čistost, monokristalni Al2O3 | |
| Razred | Prime, Epi-Ready | |
| Površinska orientacija | C-ravnina (0001) | |
| Kot odklona ravnine C proti osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Premer | 76,2 mm +/- 0,1 mm | |
| Debelina | 500 μm +/- 25 μm | |
| Primarna orientacija stanovanja | A-ravnina (11–20) +/- 0,2° | |
| Primarna dolžina ploščatega dela | 22,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Polirano z eno stranjo | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (SSP) | Zadnja površina | Fino brušeno, Ra = od 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dvojno polirano | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (DSP) | Zadnja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| LOK | < 15 μm | |
| DEFORMACIJA | < 15 μm | |
| Čiščenje / Embalaža | Čiščenje čistih prostorov razreda 100 in vakuumsko pakiranje, | |
| 25 kosov v pakiranju z eno kaseto ali posamičnim kosom. | ||
| Predmet | 4-palčne safirne rezine C-ravnine (0001) 650 μm | |
| Kristalni materiali | 99,999 %, visoka čistost, monokristalni Al2O3 | |
| Razred | Prime, Epi-Ready | |
| Površinska orientacija | C-ravnina (0001) | |
| Kot odklona ravnine C proti osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Premer | 100,0 mm +/- 0,1 mm | |
| Debelina | 650 μm +/- 25 μm | |
| Primarna orientacija stanovanja | A-ravnina (11–20) +/- 0,2° | |
| Primarna dolžina ploščatega dela | 30,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Polirano z eno stranjo | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (SSP) | Zadnja površina | Fino brušeno, Ra = od 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dvojno polirano | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (DSP) | Zadnja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| LOK | < 20 μm | |
| DEFORMACIJA | < 20 μm | |
| Čiščenje / Embalaža | Čiščenje čistih prostorov razreda 100 in vakuumsko pakiranje, | |
| 25 kosov v pakiranju z eno kaseto ali posamičnim kosom. | ||
| Predmet | 6-palčne safirne rezine C-ravnine (0001) 1300 μm | |
| Kristalni materiali | 99,999 %, visoka čistost, monokristalni Al2O3 | |
| Razred | Prime, Epi-Ready | |
| Površinska orientacija | C-ravnina (0001) | |
| Kot odklona ravnine C proti osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Premer | 150,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Debelina | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Primarna orientacija stanovanja | A-ravnina (11–20) +/- 0,2° | |
| Primarna dolžina ploščatega dela | 47,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Polirano z eno stranjo | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (SSP) | Zadnja površina | Fino brušeno, Ra = od 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dvojno polirano | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (DSP) | Zadnja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| LOK | < 25 μm | |
| DEFORMACIJA | < 25 μm | |
| Čiščenje / Embalaža | Čiščenje čistih prostorov razreda 100 in vakuumsko pakiranje, | |
| 25 kosov v pakiranju z eno kaseto ali posamičnim kosom. | ||
| Predmet | 8-palčne safirne rezine C-ravnine (0001) 1300 μm | |
| Kristalni materiali | 99,999 %, visoka čistost, monokristalni Al2O3 | |
| Razred | Prime, Epi-Ready | |
| Površinska orientacija | C-ravnina (0001) | |
| Kot odklona ravnine C proti osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Premer | 200,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Debelina | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Polirano z eno stranjo | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (SSP) | Zadnja površina | Fino brušeno, Ra = od 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dvojno polirano | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (DSP) | Zadnja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| LOK | < 30 μm | |
| DEFORMACIJA | < 30 μm | |
| Čiščenje / Embalaža | Čiščenje čistih prostorov razreda 100 in vakuumsko pakiranje, | |
| Embalaža za en kos. | ||
| Predmet | 12-palčne safirne rezine C-ravnine (0001) 1300 μm | |
| Kristalni materiali | 99,999 %, visoka čistost, monokristalni Al2O3 | |
| Razred | Prime, Epi-Ready | |
| Površinska orientacija | C-ravnina (0001) | |
| Kot odklona ravnine C proti osi M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Premer | 300,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Debelina | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Polirano z eno stranjo | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (SSP) | Zadnja površina | Fino brušeno, Ra = od 0,8 μm do 1,2 μm |
| Dvojno polirano | Sprednja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| (DSP) | Zadnja površina | Epipolirano, Ra < 0,2 nm (z AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| LOK | < 30 μm | |
| DEFORMACIJA | < 30 μm | |
Postopek proizvodnje safirnih rezin
-
Rast kristalov
-
Gojite safirne kroglice (100–400 kg) z metodo Kyropoulos (KY) v namenskih pečeh za rast kristalov.
-
-
Vrtanje in oblikovanje ingotov
-
Z vrtalnim cilindrom obdelajte kroglo v valjaste ingote s premerom od 2 do 6 palcev in dolžino od 50 do 200 mm.
-
-
Prvo žarjenje
-
Preverite ingote glede napak in izvedite prvo visokotemperaturno žarjenje, da sprostite notranje napetosti.
-
-
Kristalna orientacija
-
Z uporabo orientacijskih instrumentov določite natančno orientacijo safirnega ingota (npr. ravnina C, ravnina A, ravnina R).
-
-
Rezanje z večžično žago
-
Ingot narežite na tanke rezine glede na zahtevano debelino z uporabo večžične rezalne opreme.
-
-
Začetni pregled in drugo žarjenje
-
Preverite narezane rezine (debelino, ravnost, površinske napake).
-
Po potrebi ponovno izvedite žarjenje, da dodatno izboljšate kakovost kristala.
-
-
Posnemanje robov, brušenje in poliranje CMP
-
Za doseganje zrcalno sijajnih površin izvedite posnemanje robov, površinsko brušenje in kemično-mehansko poliranje (CMP) s specializirano opremo.
-
-
Čiščenje
-
Rezine temeljito očistite z ultra čisto vodo in kemikalijami v čistem prostoru, da odstranite delce in onesnaževalce.
-
-
Optični in fizični pregled
-
Izvedite zaznavanje transmitance in zabeležite optične podatke.
-
Izmerite parametre rezin, vključno s skupno variacijo debeline (TTV), upogibom, deformacijo, natančnostjo orientacije in hrapavostjo površine.
-
-
Premaz (neobvezno)
-
Nanesite premaze (npr. AR premaze, zaščitne plasti) v skladu s specifikacijami stranke.
-
Končni pregled in pakiranje
-
Izvedite 100-odstotni pregled kakovosti v čisti sobi.
-
Rezine zapakirajte v kasetirane škatle v čistih pogojih razreda 100 in jih pred pošiljanjem vakuumsko zaprite.
Uporaba safirnih rezin
Safirne rezine se s svojo izjemno trdoto, izjemno optično prepustnostjo, odličnimi toplotnimi lastnostmi in električno izolacijo široko uporabljajo v številnih panogah. Njihova uporaba ne zajema le tradicionalne industrije LED in optoelektronike, temveč se širi tudi v polprevodnike, potrošniško elektroniko ter napredna letalska in obrambna področja.
1. Polprevodniki in optoelektronika
LED substrati
Safirne rezine so primarni substrati za epitaksialno rast galijevega nitrida (GaN), ki se pogosto uporablja v modrih LED diodah, belih LED diodah in tehnologijah Mini/Micro LED.
Laserske diode (LD)
Safirne rezine kot substrati za laserske diode na osnovi GaN podpirajo razvoj visokozmogljivih laserskih naprav z dolgo življenjsko dobo.
Fotodetektorji
V ultravijoličnih in infrardečih fotodetektorjih se safirne rezine pogosto uporabljajo kot prozorna okna in izolacijski substrati.
2. Polprevodniške naprave
RFIC-i (integrirana vezja za radiofrekvenco)
Zaradi odlične električne izolacije so safirne rezine idealne podlage za visokofrekvenčne in visokozmogljive mikrovalovne naprave.
Tehnologija silicija na safirju (SoS)
Z uporabo SoS tehnologije je mogoče močno zmanjšati parazitsko kapacitivnost, kar izboljša delovanje vezij. To se pogosto uporablja v radiofrekvenčnih komunikacijah in vesoljski elektroniki.
3. Optične aplikacije
Infrardeča optična okna
Z visoko prepustnostjo v območju valovnih dolžin od 200 nm do 5000 nm se safir pogosto uporablja v infrardečih detektorjih in infrardečih navigacijskih sistemih.
Visokozmogljiva laserska okna
Zaradi trdote in toplotne odpornosti je safir odličen material za zaščitna okna in leče v visokozmogljivih laserskih sistemih.
4. Potrošniška elektronika
Pokrovi za objektive fotoaparata
Visoka trdota safirja zagotavlja odpornost na praske za leče pametnih telefonov in fotoaparatov.
Senzorji prstnih odtisov
Safirne rezine lahko služijo kot trpežni, prozorni pokrovi, ki izboljšajo natančnost in zanesljivost pri prepoznavanju prstnih odtisov.
Pametne ure in vrhunski zasloni
Safirni zasloni združujejo odpornost proti praskam z visoko optično jasnostjo, zaradi česar so priljubljeni v vrhunskih elektronskih izdelkih.
5. Vesoljska in obrambna industrija
Infrardeče kupole za rakete
Safirna okna ostanejo prozorna in stabilna pri visokih temperaturah in hitrostih.
Vesoljski optični sistemi
Uporabljajo se v visoko trdnih optičnih oknih in opazovalni opremi, zasnovani za ekstremna okolja.
Drugi pogosti izdelki iz safirja
Optični izdelki
-
Safirna optična okna
-
Uporablja se v laserjih, spektrometrih, infrardečih slikovnih sistemih in senzorskih oknih.
-
Domet prenosa:UV 150 nm do srednjega IR 5,5 μm.
-
-
Safirne leče
-
Uporablja se v visokozmogljivih laserskih sistemih in vesoljski optiki.
-
Lahko se izdelajo kot konveksne, konkavne ali valjaste leče.
-
-
Safirne prizme
-
Uporablja se v optičnih merilnih instrumentih in sistemih za precizno slikanje.
-
Vesoljska in obrambna industrija
-
Safirne kupole
-
Zaščitite infrardeče iskalce v raketah, brezpilotnih letalnikih in letalih.
-
-
Zaščitni pokrovi iz safirja
-
Odpornost na udarce hitrega zračnega toka in zahtevna okolja.
-
Embalaža izdelka
O podjetju XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. je eno odnajvečji dobavitelj optičnih in polprevodniških izdelkov na Kitajskem, ustanovljeno leta 2002. Podjetje XKH je bilo razvito z namenom zagotavljanja rezin in drugih znanstvenih materialov ter storitev, povezanih s polprevodniki, akademskim raziskovalcem. Polprevodniški materiali so naša glavna dejavnost, naša ekipa je tehnično usmerjena, od ustanovitve pa je XKH globoko vpleten v raziskave in razvoj naprednih elektronskih materialov, zlasti na področju različnih rezin/substratov.
Partnerji
S svojo odlično tehnologijo polprevodniških materialov je Shanghai Zhimingxin postal zaupanja vreden partner vodilnih svetovnih podjetij in znanih akademskih ustanov. Z vztrajnostjo pri inovacijah in odličnosti je Zhimingxin vzpostavil tesne odnose sodelovanja z vodilnimi v panogi, kot so Schott Glass, Corning in Seoul Semiconductor. Ta sodelovanja niso le izboljšala tehnične ravni naših izdelkov, temveč so tudi spodbudila tehnološki razvoj na področju močnostne elektronike, optoelektronskih naprav in polprevodniških naprav.
Poleg sodelovanja z znanimi podjetji je Zhimingxin vzpostavil tudi dolgoročne raziskovalne odnose z vodilnimi univerzami po vsem svetu, kot so Univerza Harvard, University College London (UCL) in Univerza v Houstonu. S temi sodelovanji Zhimingxin ne zagotavlja le tehnične podpore za znanstvenoraziskovalne projekte v akademskih krogih, temveč sodeluje tudi pri razvoju novih materialov in tehnoloških inovacij, s čimer zagotavlja, da smo vedno v ospredju polprevodniške industrije.
S tesnim sodelovanjem s temi svetovno priznanimi podjetji in akademskimi ustanovami Shanghai Zhimingxin še naprej spodbuja tehnološke inovacije in razvoj ter zagotavlja vrhunske izdelke in rešitve za zadovoljevanje naraščajočih potreb svetovnega trga.
