LT litijev tantalat (LiTaO3) kristal, 2 palca/3 palce/4 palce/6 palcev, orientacija Y-42°/36°/108°, debelina 250-500 μm
Tehnični parametri
Ime | LiTaO3 optičnega razreda | Raven hrupa LiTaO3 |
Aksialno | Z-rez +/- 0,2 ° | 36° Y rez / 42° Y rez / X rez(+ / - 0,2 °) |
Premer | 76,2 mm + / - 0,3 mm/100±0,2 mm | 76,2 mm +/- 0,3 mm100 mm +/- 0,3 mm 0 ali 150 ± 0,5 mm |
Referenčna ravnina | 22 mm +/- 2 mm | 22 mm +/- 2 mm32 mm +/- 2 mm |
Debelina | 500um +/-5mm1000um +/-5mm | 500um +/-20mm350um +/-20mm |
TTV | ≤ 10 μm | ≤ 10 μm |
Curiejeva temperatura | 605 °C +/- 0,7 °C (metoda DTA) | 605 °C +/-3 °C (metoda DTA) |
Kakovost površine | Dvostransko poliranje | Dvostransko poliranje |
Posneti robovi | zaokroževanje robov | zaokroževanje robov |
Ključne značilnosti
1. Kristalna struktura in električne lastnosti
· Kristalografska stabilnost: 100 % prevlada politipa 4H-SiC, nič večkristalnih vključkov (npr. 6H/15R), z XRD krivuljo zibanja v polni širini na polovici maksimuma (FWHM) ≤32,7 ločnih sekund.
· Visoka mobilnost nosilcev naboja: mobilnost elektronov 5400 cm²/V·s (4H-SiC) in mobilnost lukenj 380 cm²/V·s, kar omogoča zasnovo visokofrekvenčnih naprav.
·Selizacijska trdota: Prenese nevtronsko obsevanje z energijo 1 MeV s pragom poškodb zaradi premika 1×10¹⁵ n/cm², idealno za vesoljsko in jedrsko industrijo.
2. Toplotne in mehanske lastnosti
· Izjemna toplotna prevodnost: 4,9 W/cm·K (4H-SiC), trikrat večja od silicija, omogoča delovanje nad 200 °C.
· Nizek koeficient toplotnega raztezanja: CTE 4,0 × 10⁻⁶/K (25–1000 °C), kar zagotavlja združljivost z embalažo na osnovi silicija in zmanjšuje toplotne obremenitve.
3. Nadzor napak in natančnost obdelave
· Gostota mikrocevk: <0,3 cm⁻² (8-palčne rezine), gostota dislokacij <1.000 cm⁻² (preverjeno z jedkanjem s KOH).
· Kakovost površine: CMP-polirano do Ra < 0,2 nm, kar ustreza zahtevam glede ravnosti EUV litografskega razreda.
Ključne aplikacije
Domena | Scenariji uporabe | Tehnične prednosti |
Optične komunikacije | 100G/400G laserji, hibridni moduli silicijeve fotonike | InP semenski substrati omogočajo direktno pasovno vrzel (1,34 eV) in heteroepitaksijo na osnovi Si, kar zmanjšuje izgubo optične sklopitve. |
Vozila z novo energijo | 800V visokonapetostni razsmerniki, vgrajeni polnilniki (OBC) | 4H-SiC substrati prenesejo napetost >1200 V, kar zmanjša prevodne izgube za 50 % in prostornino sistema za 40 %. |
5G komunikacije | Milimetrske valovne RF naprave (PA/LNA), ojačevalniki moči baznih postaj | Polizolacijski SiC substrati (upornost > 10⁵ Ω·cm) omogočajo pasivno integracijo pri visokih frekvencah (60 GHz+). |
Industrijska oprema | Visokotemperaturni senzorji, tokovni transformatorji, monitorji jedrskih reaktorjev | InSb semenski substrati (pasovna vrzel 0,17 eV) zagotavljajo magnetno občutljivost do 300 % pri 10 T. |
LiTaO₃ rezine - ključne značilnosti
1. Vrhunska piezoelektrična zmogljivost
· Visoki piezoelektrični koeficienti (d₃₃~8-10 pC/N, K²~0,5 %) omogočajo visokofrekvenčne SAW/BAW naprave z vstavitveno izgubo <1,5 dB za 5G RF filtre
· Odlična elektromehanska sklopka podpira zasnove filtrov s široko pasovno širino (≥5 %) za aplikacije pod 6 GHz in mmWave
2. Optične lastnosti
· Širokopasovna preglednost (>70 % prenosa od 400 do 5000 nm) za elektrooptične modulatorje, ki dosegajo pasovno širino >40 GHz
· Močna nelinearna optična susceptibilnost (χ⁽²⁾~30 pm/V) omogoča učinkovito generiranje drugega harmonika (SHG) v laserskih sistemih
3. Okoljska stabilnost
· Visoka Curiejeva temperatura (600 °C) ohranja piezoelektrični odziv v avtomobilskih okoljih (od -40 °C do 150 °C)
· Kemijska inertnost proti kislinam/alkalijam (pH 1–13) zagotavlja zanesljivost v industrijskih senzorskih aplikacijah
4. Možnosti prilagajanja
· Orientacijsko inženirstvo: X-rez (51°), Y-rez (0°), Z-rez (36°) za prilagojene piezoelektrične odzive
· Možnosti dopiranja: dopirano z Mg (odpornost proti optičnim poškodbam), dopirano z Zn (izboljšan d₃₃)
· Površinska obdelava: epitaksialno pripravljeno poliranje (Ra < 0,5 nm), metalizacija z ITO/Au
LiTaO₃ rezine - primarna uporaba
1. RF vhodni moduli
· 5G NR SAW filtri (pas n77/n79) s temperaturnim koeficientom frekvence (TCF) <|-15ppm/°C|
· Ultra širokopasovni BAW resonatorji za WiFi 6E/7 (5,925–7,125 GHz)
2. Integrirana fotonika
· Visokohitrostni Mach-Zehnderjevi modulatorji (> 100 Gbps) za koherentne optične komunikacije
· Infrardeči detektorji QWIP z mejnimi valovnimi dolžinami, nastavljivimi od 3 do 14 μm
3. Avtomobilska elektronika
· Ultrazvočni parkirni senzorji z delovno frekvenco > 200 kHz
· Piezoelektrični pretvorniki TPMS, ki prenesejo termične cikle od -40 °C do 125 °C
4. Obrambni sistemi
· Sprejemni filtri za elektronsko bojno delo z zavrnitvijo izven pasu >60 dB
· IR okna iskalnika raket, ki oddajajo 3–5 μm MWIR sevanje
5. Nastajajoče tehnologije
· Optomehanski kvantni pretvorniki za pretvorbo mikrovalovne v optično valovanje
· PMUT nizi za medicinsko ultrazvočno slikanje (ločljivost > 20 MHz)
LiTaO₃ rezine - XKH storitve
1. Upravljanje dobavne verige
· Predelava od kroglice do rezine s 4-tedenskim rokom dobave za standardne specifikacije
· Stroškovno optimizirana proizvodnja, ki zagotavlja 10–15 % cenovno prednost v primerjavi s konkurenco
2. Rešitve po meri
· Oblaganje glede na orientacijo: 36°±0,5° Y-rez za optimalno delovanje SAW
· Dopirane sestave: MgO (5 mol%) dopiranje za optične aplikacije
Storitve metalizacije: oblikovanje elektrod Cr/Au (100/1000 Å)
3. Tehnična podpora
· Karakterizacija materiala: XRD krivulje zibanja (FWHM < 0,01°), AFM analiza površine
· Simulacija naprave: modeliranje FEM za optimizacijo zasnove SAW filtrov
Zaključek
Rezine LiTaO₃ še naprej omogočajo tehnološki napredek na področju radiofrekvenčnih komunikacij, integrirane fotonike in senzorjev za zahtevna okolja. XKH-jevo strokovno znanje o materialih, natančnost izdelave in podpora aplikacijskemu inženiringu pomagajo strankam premagati izzive načrtovanja v elektronskih sistemih naslednje generacije.


