SSP/DSP in wafer di zaffiro da 12 pollici C-Plane
Diagramma dettagliato
Introduzione allo zaffiro
Il wafer di zaffiro è un materiale di substrato monocristallino realizzato in ossido di alluminio sintetico ad alta purezza (Al₂O₃). I cristalli di zaffiro di grandi dimensioni vengono coltivati utilizzando metodi avanzati come il metodo Kyropoulos (KY) o il metodo dello scambio termico (HEM), e poi lavorati tramite taglio, orientamento, rettifica e lucidatura di precisione. Grazie alle sue eccezionali proprietà fisiche, ottiche e chimiche, il wafer di zaffiro svolge un ruolo insostituibile nei settori dei semiconduttori, dell'optoelettronica e dell'elettronica di consumo di fascia alta.
Metodi di sintesi dello zaffiro tradizionali
| Metodo | Principio | Vantaggi | Applicazioni principali |
|---|---|---|---|
| Metodo Verneuil(Fusione di Fiamme) | La polvere di Al₂O₃ ad alta purezza viene fusa in una fiamma ossidrica, le goccioline si solidificano strato per strato su un seme | Basso costo, alta efficienza, processo relativamente semplice | Zaffiri di qualità gemma, primi materiali ottici |
| Metodo Czochralski (CZ) | Al₂O₃ viene fuso in un crogiolo e un cristallo di seme viene lentamente tirato verso l'alto per far crescere il cristallo | Produce cristalli relativamente grandi con buona integrità | Cristalli laser, finestre ottiche |
| Metodo Kyropoulos (KY) | Il raffreddamento lento controllato consente al cristallo di crescere gradualmente all'interno del crogiolo | In grado di far crescere cristalli di grandi dimensioni e a basso stress (decine di chilogrammi o più) | Substrati LED, schermi per smartphone, componenti ottici |
| Metodo HEM(Scambio di calore) | Il raffreddamento inizia dalla parte superiore del crogiolo, i cristalli crescono verso il basso dal seme | Produce cristalli molto grandi (fino a centinaia di chilogrammi) con qualità uniforme | Grandi finestre ottiche, aerospaziale, ottica militare |
Orientamento dei cristalli
| Orientamento / Piano | Indice Miller | Caratteristiche | Applicazioni principali |
|---|---|---|---|
| Piano C | (0001) | Perpendicolare all'asse c, superficie polare, atomi disposti uniformemente | LED, diodi laser, substrati epitassiali GaN (i più utilizzati) |
| Aereo A | (11-20) | Parallela all'asse c, superficie non polare, evita effetti di polarizzazione | Epitassia GaN non polare, dispositivi optoelettronici |
| Piano M | (10-10) | Parallelo all'asse c, non polare, alta simmetria | Epitassia GaN ad alte prestazioni, dispositivi optoelettronici |
| Piano R | (1-102) | Inclinato rispetto all'asse c, eccellenti proprietà ottiche | Finestre ottiche, rilevatori a infrarossi, componenti laser |
Specifiche del wafer in zaffiro (personalizzabili)
| Articolo | Wafer in zaffiro da 430 μm da 1 pollice C-plane (0001) | |
| Materiali cristallini | Al2O3 monocristallino, elevata purezza, 99,999% | |
| Grado | Prime, pronto per Epi | |
| Orientamento della superficie | Piano C (0001) | |
| Piano C fuori angolo rispetto all'asse M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diametro | 25,4 millimetri +/- 0,1 millimetri | |
| Spessore | 430 μm +/- 25 μm | |
| Lucidato su un solo lato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (SSP) | Superficie posteriore | Macinato finemente, Ra = da 0,8 μm a 1,2 μm |
| Doppio lato lucidato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (DSP) | Superficie posteriore | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| ARCO | < 5 μm | |
| ORDITO | < 5 μm | |
| Pulizia / Imballaggio | Pulizia di camere bianche di classe 100 e confezionamento sottovuoto, | |
| 25 pezzi in una confezione a cassetta o in un singolo pezzo. | ||
| Articolo | Wafer in zaffiro da 430 μm da 2 pollici C-plane (0001) | |
| Materiali cristallini | Al2O3 monocristallino, elevata purezza, 99,999% | |
| Grado | Prime, pronto per Epi | |
| Orientamento della superficie | Piano C (0001) | |
| Piano C fuori angolo rispetto all'asse M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diametro | 50,8 millimetri +/- 0,1 millimetri | |
| Spessore | 430 μm +/- 25 μm | |
| Orientamento primario piatto | Piano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lunghezza piana primaria | 16,0 millimetri +/- 1,0 millimetri | |
| Lucidato su un solo lato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (SSP) | Superficie posteriore | Macinato finemente, Ra = da 0,8 μm a 1,2 μm |
| Doppio lato lucidato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (DSP) | Superficie posteriore | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| ARCO | < 10 μm | |
| ORDITO | < 10 μm | |
| Pulizia / Imballaggio | Pulizia di camere bianche di classe 100 e confezionamento sottovuoto, | |
| 25 pezzi in una confezione a cassetta o in un singolo pezzo. | ||
| Articolo | Wafer in zaffiro da 500 μm da 3 pollici (0001) | |
| Materiali cristallini | Al2O3 monocristallino, elevata purezza, 99,999% | |
| Grado | Prime, pronto per Epi | |
| Orientamento della superficie | Piano C (0001) | |
| Piano C fuori angolo rispetto all'asse M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diametro | 76,2 millimetri +/- 0,1 millimetri | |
| Spessore | 500 μm +/- 25 μm | |
| Orientamento primario piatto | Piano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lunghezza piana primaria | 22,0 millimetri +/- 1,0 millimetri | |
| Lucidato su un solo lato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (SSP) | Superficie posteriore | Macinato finemente, Ra = da 0,8 μm a 1,2 μm |
| Doppio lato lucidato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (DSP) | Superficie posteriore | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| ARCO | < 15 μm | |
| ORDITO | < 15 μm | |
| Pulizia / Imballaggio | Pulizia di camere bianche di classe 100 e confezionamento sottovuoto, | |
| 25 pezzi in una confezione a cassetta o in un singolo pezzo. | ||
| Articolo | Wafer in zaffiro da 650 μm da 4 pollici C-plane (0001) | |
| Materiali cristallini | Al2O3 monocristallino, elevata purezza, 99,999% | |
| Grado | Prime, pronto per Epi | |
| Orientamento della superficie | Piano C (0001) | |
| Piano C fuori angolo rispetto all'asse M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diametro | 100,0 millimetri +/- 0,1 millimetri | |
| Spessore | 650 μm +/- 25 μm | |
| Orientamento primario piatto | Piano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lunghezza piana primaria | 30,0 millimetri +/- 1,0 millimetri | |
| Lucidato su un solo lato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (SSP) | Superficie posteriore | Macinato finemente, Ra = da 0,8 μm a 1,2 μm |
| Doppio lato lucidato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (DSP) | Superficie posteriore | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| ARCO | < 20 μm | |
| ORDITO | < 20 μm | |
| Pulizia / Imballaggio | Pulizia di camere bianche di classe 100 e confezionamento sottovuoto, | |
| 25 pezzi in una confezione a cassetta o in un singolo pezzo. | ||
| Articolo | Wafer in zaffiro da 1300 μm da 6 pollici C-plane (0001) | |
| Materiali cristallini | Al2O3 monocristallino, elevata purezza, 99,999% | |
| Grado | Prime, pronto per Epi | |
| Orientamento della superficie | Piano C (0001) | |
| Piano C fuori angolo rispetto all'asse M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diametro | 150,0 millimetri +/- 0,2 millimetri | |
| Spessore | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Orientamento primario piatto | Piano A (11-20) +/- 0,2° | |
| Lunghezza piana primaria | 47,0 millimetri +/- 1,0 millimetri | |
| Lucidato su un solo lato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (SSP) | Superficie posteriore | Macinato finemente, Ra = da 0,8 μm a 1,2 μm |
| Doppio lato lucidato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (DSP) | Superficie posteriore | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| ARCO | < 25 μm | |
| ORDITO | < 25 μm | |
| Pulizia / Imballaggio | Pulizia di camere bianche di classe 100 e confezionamento sottovuoto, | |
| 25 pezzi in una confezione a cassetta o in un singolo pezzo. | ||
| Articolo | Wafer in zaffiro da 1300 μm da 8 pollici C-plane (0001) | |
| Materiali cristallini | Al2O3 monocristallino, elevata purezza, 99,999% | |
| Grado | Prime, pronto per Epi | |
| Orientamento della superficie | Piano C (0001) | |
| Piano C fuori angolo rispetto all'asse M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diametro | 200,0 millimetri +/- 0,2 millimetri | |
| Spessore | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Lucidato su un solo lato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (SSP) | Superficie posteriore | Macinato finemente, Ra = da 0,8 μm a 1,2 μm |
| Doppio lato lucidato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (DSP) | Superficie posteriore | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| ARCO | < 30 μm | |
| ORDITO | < 30 μm | |
| Pulizia / Imballaggio | Pulizia di camere bianche di classe 100 e confezionamento sottovuoto, | |
| Imballaggio monoblocco. | ||
| Articolo | Wafer in zaffiro da 1300 μm da 12 pollici C-plane (0001) | |
| Materiali cristallini | Al2O3 monocristallino, elevata purezza, 99,999% | |
| Grado | Prime, pronto per Epi | |
| Orientamento della superficie | Piano C (0001) | |
| Piano C fuori angolo rispetto all'asse M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Diametro | 300,0 millimetri +/- 0,2 millimetri | |
| Spessore | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Lucidato su un solo lato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (SSP) | Superficie posteriore | Macinato finemente, Ra = da 0,8 μm a 1,2 μm |
| Doppio lato lucidato | Superficie frontale | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| (DSP) | Superficie posteriore | Lucidato epi, Ra < 0,2 nm (tramite AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| ARCO | < 30 μm | |
| ORDITO | < 30 μm | |
Processo di produzione di wafer di zaffiro
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Crescita dei cristalli
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Coltivare bocce di zaffiro (da 100 a 400 kg) utilizzando il metodo Kyropoulos (KY) in forni dedicati alla crescita dei cristalli.
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Foratura e formatura di lingotti
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Utilizzare un trapano a tamburo per trasformare la pietra in lingotti cilindrici con diametri di 2-6 pollici e lunghezze di 50-200 mm.
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Prima ricottura
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Ispezionare i lingotti per individuare eventuali difetti ed eseguire la prima ricottura ad alta temperatura per alleviare le sollecitazioni interne.
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Orientamento dei cristalli
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Determinare l'orientamento preciso del lingotto di zaffiro (ad esempio, piano C, piano A, piano R) utilizzando strumenti di orientamento.
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Taglio con sega multifilo
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Tagliare il lingotto in sottili fette in base allo spessore richiesto utilizzando un'attrezzatura da taglio multifilo.
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Ispezione iniziale e seconda ricottura
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Ispezionare i wafer tagliati (spessore, planarità, difetti superficiali).
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Se necessario, effettuare nuovamente la ricottura per migliorare ulteriormente la qualità dei cristalli.
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Smussatura, rettifica e lucidatura CMP
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Eseguire operazioni di smussatura, rettifica superficiale e lucidatura chimico-meccanica (CMP) con attrezzature specializzate per ottenere superfici di qualità speculare.
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Pulizia
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Pulire accuratamente i wafer utilizzando acqua ultra pura e sostanze chimiche in una camera bianca per rimuovere particelle e contaminanti.
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Ispezione ottica e fisica
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Eseguire il rilevamento della trasmittanza e registrare i dati ottici.
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Misurare i parametri dei wafer, tra cui TTV (variazione dello spessore totale), curvatura, deformazione, precisione dell'orientamento e rugosità superficiale.
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Rivestimento (facoltativo)
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Applicare rivestimenti (ad esempio rivestimenti AR, strati protettivi) in base alle specifiche del cliente.
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Ispezione finale e imballaggio
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Eseguire un controllo di qualità al 100% in una camera bianca.
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Confezionare i wafer in scatole a cassetta in condizioni di pulizia di Classe 100 e sigillarli sottovuoto prima della spedizione.
Applicazioni dei wafer di zaffiro
I wafer di zaffiro, con la loro eccezionale durezza, l'eccellente trasmittanza ottica, le eccellenti prestazioni termiche e l'isolamento elettrico, trovano ampia applicazione in molteplici settori. Le loro applicazioni non riguardano solo i tradizionali settori dei LED e dell'optoelettronica, ma si stanno espandendo anche ai semiconduttori, all'elettronica di consumo e ai settori aerospaziale e della difesa avanzati.
1. Semiconduttori e optoelettronica
Substrati LED
I wafer di zaffiro sono i substrati principali per la crescita epitassiale del nitruro di gallio (GaN), ampiamente utilizzati nelle tecnologie LED blu, LED bianchi e Mini/Micro LED.
Diodi laser (LD)
Come substrati per diodi laser basati su GaN, i wafer di zaffiro supportano lo sviluppo di dispositivi laser ad alta potenza e lunga durata.
Fotorilevatori
Nei fotodetector ultravioletti e infrarossi, i wafer di zaffiro vengono spesso utilizzati come finestre trasparenti e substrati isolanti.
2. Dispositivi a semiconduttore
RFIC (circuiti integrati a radiofrequenza)
Grazie al loro eccellente isolamento elettrico, i wafer di zaffiro sono substrati ideali per dispositivi a microonde ad alta frequenza e ad alta potenza.
Tecnologia Silicon-on-Sapphire (SoS)
Applicando la tecnologia SoS, la capacità parassita può essere notevolmente ridotta, migliorando le prestazioni del circuito. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nelle comunicazioni RF e nell'elettronica aerospaziale.
3. Applicazioni ottiche
Finestre ottiche a infrarossi
Grazie all'elevata trasmittanza nell'intervallo di lunghezza d'onda compreso tra 200 nm e 5000 nm, lo zaffiro è ampiamente utilizzato nei rilevatori a infrarossi e nei sistemi di guida a infrarossi.
Finestre laser ad alta potenza
La durezza e la resistenza termica dello zaffiro lo rendono un materiale eccellente per vetri e lenti protettive nei sistemi laser ad alta potenza.
4. Elettronica di consumo
Copriobiettivo della fotocamera
L'elevata durezza dello zaffiro garantisce la resistenza ai graffi delle lenti degli smartphone e delle fotocamere.
Sensori di impronte digitali
I wafer di zaffiro possono fungere da coperture trasparenti e resistenti che migliorano la precisione e l'affidabilità nel riconoscimento delle impronte digitali.
Smartwatch e display premium
Gli schermi in zaffiro combinano la resistenza ai graffi con un'elevata chiarezza ottica, rendendoli popolari nei prodotti elettronici di fascia alta.
5. Aerospaziale e difesa
Cupole a infrarossi per missili
Le finestre in zaffiro rimangono trasparenti e stabili anche in condizioni di alta temperatura e alta velocità.
Sistemi ottici aerospaziali
Vengono utilizzati in finestre ottiche ad alta resistenza e in apparecchiature di osservazione progettate per ambienti estremi.
Altri prodotti comuni in zaffiro
Prodotti ottici
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Finestre ottiche in zaffiro
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Utilizzato nei laser, negli spettrometri, nei sistemi di imaging a infrarossi e nelle finestre dei sensori.
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Portata di trasmissione:UV 150 nm a IR medio 5,5 μm.
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Lenti in zaffiro
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Applicato nei sistemi laser ad alta potenza e nell'ottica aerospaziale.
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Possono essere realizzate come lenti convesse, concave o cilindriche.
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Prismi di zaffiro
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Utilizzato negli strumenti di misurazione ottica e nei sistemi di imaging di precisione.
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Aerospaziale e difesa
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Cupole di zaffiro
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Proteggere i sensori a infrarossi nei missili, nei droni e negli aerei.
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Coperture protettive in zaffiro
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Resiste all'impatto del flusso d'aria ad alta velocità e agli ambienti difficili.
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Imballaggio del prodotto
Informazioni su XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. è una delleil più grande fornitore di ottica e semiconduttori in CinaFondata nel 2002, XKH è stata sviluppata per fornire ai ricercatori accademici wafer e altri materiali e servizi scientifici correlati ai semiconduttori. I materiali semiconduttori rappresentano il nostro core business principale, il nostro team è basato sulla tecnologia e, fin dalla sua fondazione, XKH è profondamente coinvolta nella ricerca e nello sviluppo di materiali elettronici avanzati, in particolare nel campo dei wafer/substrati.
Partner
Grazie alla sua eccellente tecnologia nei materiali semiconduttori, Shanghai Zhimingxin è diventata un partner di fiducia delle migliori aziende mondiali e di rinomate istituzioni accademiche. Grazie alla sua perseveranza nell'innovazione e nell'eccellenza, Zhimingxin ha instaurato solidi rapporti di collaborazione con leader del settore come Schott Glass, Corning e Seoul Semiconductor. Queste collaborazioni non solo hanno migliorato il livello tecnico dei nostri prodotti, ma hanno anche promosso lo sviluppo tecnologico nei settori dell'elettronica di potenza, dei dispositivi optoelettronici e dei dispositivi a semiconduttore.
Oltre alla collaborazione con aziende rinomate, Zhimingxin ha anche instaurato rapporti di ricerca a lungo termine con le migliori università di tutto il mondo, come l'Università di Harvard, l'University College di Londra (UCL) e l'Università di Houston. Attraverso queste collaborazioni, Zhimingxin non solo fornisce supporto tecnico a progetti di ricerca scientifica in ambito accademico, ma partecipa anche allo sviluppo di nuovi materiali e all'innovazione tecnologica, garantendo un ruolo sempre all'avanguardia nel settore dei semiconduttori.
Grazie alla stretta collaborazione con queste aziende e istituzioni accademiche di fama mondiale, Shanghai Zhimingxin continua a promuovere l'innovazione e lo sviluppo tecnologico, fornendo prodotti e soluzioni di livello mondiale per soddisfare le crescenti esigenze del mercato globale.
