Wafer di quarzo fuso ad alta purezza per applicazioni ottiche di semiconduttori e fotonica 2″4″6″8″12″

Breve descrizione:

Quarzo fuso—noto anche comeSilice fusa—è la forma non cristallina (amorfa) del biossido di silicio (SiO₂). A differenza del borosilicato o di altri vetri industriali, il quarzo fuso non contiene droganti o additivi, offrendo una composizione chimicamente pura di SiO₂. È rinomato per la sua eccezionale trasmissione ottica sia nello spettro ultravioletto (UV) che infrarosso (IR), superando i materiali in vetro tradizionali.

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Caratteristiche

Diagramma dettagliato

Wafer di vetro ottico al quarzo e silice fusa-2

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Panoramica del vetro al quarzo

I wafer di quarzo costituiscono la spina dorsale di innumerevoli dispositivi moderni che guidano il mondo digitale odierno. Dalla navigazione del vostro smartphone alla spina dorsale delle stazioni base 5G, il quarzo offre silenziosamente la stabilità, la purezza e la precisione richieste nell'elettronica e nella fotonica ad alte prestazioni. Che si tratti di supportare circuiti flessibili, abilitare sensori MEMS o costituire la base per il calcolo quantistico, le caratteristiche uniche del quarzo lo rendono indispensabile in tutti i settori.

"Silice fusa" o "Quarzo fuso", che è la fase amorfa del quarzo (SiO2). A differenza del vetro borosilicato, la silice fusa non contiene additivi; quindi esiste nella sua forma pura, SiO2. La silice fusa ha una trasmissione più elevata nello spettro infrarosso e ultravioletto rispetto al vetro normale. La silice fusa viene prodotta fondendo e risolidificando SiO2 ultrapuro. La silice fusa sintetica, invece, è ottenuta da precursori chimici ricchi di silicio, come SiCl4, che vengono gassificati e poi ossidati in atmosfera di H2 + O2. La polvere di SiO2 formata in questo caso viene fusa in silice su un substrato. I blocchi di silice fusa vengono tagliati in wafer, che vengono poi lucidati.

Wafer di vetro ottico al quarzo e silice fusa

Caratteristiche principali e vantaggi del wafer di vetro al quarzo

Purezza ultra elevata (≥99,99% SiO2)
Ideale per processi fotonici e semiconduttori ultra-puliti in cui la contaminazione dei materiali deve essere ridotta al minimo.
Ampio intervallo di funzionamento termico
Mantiene l'integrità strutturale da temperature criogeniche fino a oltre 1100 °C senza deformazioni o degradazioni.
Eccezionale trasmissione UV e IR
Offre un'eccellente nitidezza ottica dall'ultravioletto profondo (DUV) al vicino infrarosso (NIR), supportando applicazioni ottiche di precisione.
Basso coefficiente di dilatazione termica
Migliora la stabilità dimensionale in caso di fluttuazioni di temperatura, riducendo lo stress e migliorando l'affidabilità del processo.
Resistenza chimica superiore
Inerte alla maggior parte degli acidi, degli alcali e dei solventi, è quindi adatto agli ambienti chimicamente aggressivi.
Flessibilità della finitura superficiale
Disponibili con finiture ultra lisce, lucidate su un lato o su entrambi i lati, compatibili con i requisiti della fotonica e dei MEMS.

Processo di fabbricazione di wafer di vetro al quarzo

I wafer di quarzo fuso vengono prodotti attraverso una serie di passaggi controllati e precisi:

Selezione delle materie prime
Selezione di fonti di quarzo naturale ad alta purezza o di SiO₂ sintetico.
Fusione e fusione
Il quarzo viene fuso a circa 2000°C in forni elettrici in atmosfera controllata per eliminare inclusioni e bolle.
Formatura a blocchi
La silice fusa viene raffreddata fino a formare blocchi solidi o lingotti.
Taglio delle cialde
Per tagliare i lingotti in wafer grezzi si utilizzano seghe di precisione a filo o a diamante.
Lappatura e lucidatura
Entrambe le superfici sono appiattite e lucidate per soddisfare specifiche esatte in termini di ottica, spessore e rugosità.
Pulizia e ispezione
I wafer vengono puliti in camere bianche ISO Classe 100/1000 e sottoposti a rigorosi controlli per verificare la presenza di difetti e la conformità dimensionale.

Proprietà del wafer di vetro al quarzo

specifiche	unità	4"	6"	8"	10"	12"
Diametro/dimensione (o quadrato)	mm	100	150	200	250	300
Tolleranza (±)	mm	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Spessore	mm	0,10 o più	0,30 o più	0,40 o più	0,50 o più	0,50 o più
Riferimento primario piatto	mm	32,5	57,5	Semi-tacca	Semi-tacca	Semi-tacca
LTV (5 mm × 5 mm)	micron	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5
TTV	micron	< 2	< 3	< 3	< 5	< 5
Arco	micron	±20	±30	±40	±40	±40
Ordito	micron	≤ 30	≤ 40	≤ 50	≤ 50	≤ 50
PLTV (5 mm × 5 mm) < 0,4 μm	%	≥95%	≥95%	≥95%	≥95%	≥95%
Arrotondamento dei bordi	mm	Conforme allo standard SEMI M1.2 / fare riferimento a IEC62276
Tipo di superficie		Lucidatura su un lato / Lucidatura su due lati
Lato lucido Ra	nm	≤1	≤1	≤1	≤1	≤1
Criteri del lato posteriore	micron	generale 0,2-0,7 o personalizzato

Quarzo vs. altri materiali trasparenti

Proprietà	Vetro di quarzo	Vetro borosilicato	Zaffiro	Vetro standard
Temperatura massima di esercizio	~1100°C	~500°C	~2000°C	~200°C
Trasmissione UV	Eccellente (JGS1)	Povero	Bene	Molto povero
Resistenza chimica	Eccellente	Moderare	Eccellente	Povero
Purezza	Estremamente alto	Da basso a moderato	Alto	Basso
Espansione termica	Molto basso	Moderare	Basso	Alto
Costo	Da moderato ad alto	Basso	Alto	Molto basso

FAQ sui wafer di vetro al quarzo

D1: Qual è la differenza tra quarzo fuso e silice fusa?
Sebbene entrambi siano forme amorfe di SiO₂, il quarzo fuso proviene in genere da fonti naturali di quarzo, mentre la silice fusa è prodotta sinteticamente. Dal punto di vista funzionale, offrono prestazioni simili, ma la silice fusa può avere una purezza e un'omogeneità leggermente superiori.

D2: I wafer di quarzo fuso possono essere utilizzati in ambienti ad alto vuoto?
Sì. Grazie alle loro ridotte proprietà di degassamento e all'elevata resistenza termica, i wafer di quarzo fuso sono ideali per sistemi a vuoto e applicazioni aerospaziali.

D3: Questi wafer sono adatti per applicazioni laser UV profonde?
Assolutamente sì. Il quarzo fuso ha un'elevata trasmittanza fino a circa 185 nm, il che lo rende ideale per ottiche DUV, maschere litografiche e sistemi laser a eccimeri.

D4: Supportate la fabbricazione di wafer personalizzati?
Sì. Offriamo una personalizzazione completa, che include diametro, spessore, qualità della superficie, superfici piane/tacche e modellazione laser, in base alle specifiche esigenze della tua applicazione.

Chi siamo

XKH è specializzata nello sviluppo, nella produzione e nella vendita di vetri ottici speciali e nuovi materiali cristallini ad alta tecnologia. I nostri prodotti sono destinati all'elettronica ottica, all'elettronica di consumo e al settore militare. Offriamo componenti ottici in zaffiro, coperture per lenti di telefoni cellulari, wafer in ceramica, LT, carburo di silicio (SIC), quarzo e cristalli semiconduttori. Grazie a competenze specialistiche e attrezzature all'avanguardia, eccelliamo nella lavorazione di prodotti non standard, con l'obiettivo di diventare un'azienda leader nel settore dei materiali optoelettronici ad alta tecnologia.

Substrato grezzo di zaffiro ad alta purezza per wafer di zaffiro per la lavorazione 5