12 дюймдік сапфирлі вафли C-бұрышты SSP/DSP
Егжей-тегжейлі диаграмма
Сапфирге кіріспе
Сапфир пластинасы - жоғары тазалықтағы синтетикалық алюминий оксидінен (Al₂O₃) жасалған монокристалды субстрат материалы. Ірі сапфир кристалдары Киропулос (KY) немесе жылу алмасу әдісі (HEM) сияқты озық әдістерді қолдану арқылы өсіріледі, содан кейін кесу, бағдарлау, тегістеу және дәл жылтырату арқылы өңделеді. Ерекше физикалық, оптикалық және химиялық қасиеттерінің арқасында сапфир пластинасы жартылай өткізгіштер, оптоэлектроника және жоғары сапалы тұтынушылық электроника салаларында алмастырылмайтын рөл атқарады.
Сапфир синтезінің негізгі әдістері
| Әдіс | Принцип | Артықшылықтары | Негізгі қолданылу салалары |
|---|---|---|---|
| Верней әдісі(Жалынның бірігуі) | Жоғары тазалықтағы Al₂O₃ ұнтағы оттегі сутегі жалынында балқытылады, тамшылар тұқым бетінде қабат-қабат қатаяды. | Төмен құны, жоғары тиімділігі, салыстырмалы түрде қарапайым процесс | Асыл тасты сапалы сапфирлер, алғашқы оптикалық материалдар |
| Чохральский әдісі (CZ) | Al₂O₃ тигельде балқытылады, ал кристалды өсіру үшін тұқым кристалы баяу жоғары қарай тартылады. | Тұтастығы жақсы салыстырмалы түрде үлкен кристалдар шығарады | Лазерлік кристалдар, оптикалық терезелер |
| Киропулос әдісі (KY) | Бақыланатын баяу салқындату кристалдың тигельдің ішінде біртіндеп өсуіне мүмкіндік береді | Ірі өлшемді, төмен кернеулі кристалдарды (ондаған килограмм немесе одан да көп) өсіруге қабілетті | Жарықдиодты субстраттар, смартфон экрандары, оптикалық компоненттер |
| HEM әдісі(Жылу алмасу) | Салқындату тигельдің жоғарғы жағынан басталады, кристалдар тұқымнан төмен қарай өседі | Біркелкі сападағы өте үлкен кристалдарды (жүздеген килограммға дейін) шығарады | Үлкен оптикалық терезелер, аэроғарыш, әскери оптика |
Кристалл бағыты
| Бағыттау / Жазықтық | Миллер индексі | Сипаттамалары | Негізгі қолданылу салалары |
|---|---|---|---|
| C-жазықтығы | (0001) | с осіне перпендикуляр, полярлық беті, атомдар біркелкі орналасқан | Жарықдиодты, лазерлік диодтар, GaN эпитаксиалды субстраттар (ең көп қолданылатын) |
| А-ұшақ | (11-20) | с осіне параллель, полярлы емес бет, поляризация әсерін болдырмайды | Полярлы емес GaN эпитаксисі, оптоэлектронды құрылғылар |
| М-жазықтық | (10-10) | с осіне параллель, полярлы емес, жоғары симметриялы | Жоғары өнімді GaN эпитаксисі, оптоэлектронды құрылғылар |
| R-жазықтық | (1-102) | с осіне бейім, тамаша оптикалық қасиеттері бар | Оптикалық терезелер, инфрақызыл детекторлар, лазерлік компоненттер |
Сапфир вафлиінің сипаттамасы (теңшелетін)
| Тауар | 1 дюймдік C-тәрізді жазықтық (0001) 430 мкм сапфир пластиналары | |
| Кристалдық материалдар | 99,999%, жоғары тазалық, монокристалды Al2O3 | |
| Бағасы | Prime, Epi-Ready | |
| Беттік бағдар | C-жазықтық (0001) | |
| С жазықтығының M осіне қарай ауытқу бұрышы 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметрі | 25,4 мм +/- 0,1 мм | |
| Қалыңдығы | 430 мкм +/- 25 мкм | |
| Бір жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (ӘҚҚ) | Артқы беті | Ұсақталған, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Екі жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (DSP) | Артқы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| TTV | < 5 мкм | |
| САДА | < 5 мкм | |
| WARP | < 5 мкм | |
| Тазалау / Қаптау | 100-сыныпты таза бөлмені тазалау және вакуумдық қаптама, | |
| Бір кассеталық қаптамада немесе бір дана қаптамада 25 дана. | ||
| Тауар | 2 дюймдік C-тәрізді жазықтық (0001) 430 мкм сапфир пластиналары | |
| Кристалдық материалдар | 99,999%, жоғары тазалық, монокристалды Al2O3 | |
| Бағасы | Prime, Epi-Ready | |
| Беттік бағдар | C-жазықтық (0001) | |
| С жазықтығының M осіне қарай ауытқу бұрышы 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметрі | 50,8 мм +/- 0,1 мм | |
| Қалыңдығы | 430 мкм +/- 25 мкм | |
| Бастапқы жазықтық бағыты | А-жазықтығы (11-20) +/- 0,2° | |
| Бастапқы жазық ұзындық | 16,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Бір жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (ӘҚҚ) | Артқы беті | Ұсақталған, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Екі жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (DSP) | Артқы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| TTV | < 10 мкм | |
| САДА | < 10 мкм | |
| WARP | < 10 мкм | |
| Тазалау / Қаптау | 100-сыныпты таза бөлмені тазалау және вакуумдық қаптама, | |
| Бір кассеталық қаптамада немесе бір дана қаптамада 25 дана. | ||
| Тауар | 3 дюймдік C-тәрізді жазықтық (0001) 500 мкм сапфир пластиналары | |
| Кристалдық материалдар | 99,999%, жоғары тазалық, монокристалды Al2O3 | |
| Бағасы | Prime, Epi-Ready | |
| Беттік бағдар | C-жазықтық (0001) | |
| С жазықтығының M осіне қарай ауытқу бұрышы 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметрі | 76,2 мм +/- 0,1 мм | |
| Қалыңдығы | 500 мкм +/- 25 мкм | |
| Бастапқы жазықтық бағыты | А-жазықтығы (11-20) +/- 0,2° | |
| Бастапқы жазық ұзындық | 22,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Бір жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (ӘҚҚ) | Артқы беті | Ұсақталған, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Екі жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (DSP) | Артқы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| TTV | < 15 мкм | |
| САДА | < 15 мкм | |
| WARP | < 15 мкм | |
| Тазалау / Қаптау | 100-сыныпты таза бөлмені тазалау және вакуумдық қаптама, | |
| Бір кассеталық қаптамада немесе бір дана қаптамада 25 дана. | ||
| Тауар | 4 дюймдік C-тәрізді жазықтық (0001) 650 мкм сапфир пластиналары | |
| Кристалдық материалдар | 99,999%, жоғары тазалық, монокристалды Al2O3 | |
| Бағасы | Prime, Epi-Ready | |
| Беттік бағдар | C-жазықтық (0001) | |
| С жазықтығының M осіне қарай ауытқу бұрышы 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметрі | 100,0 мм +/- 0,1 мм | |
| Қалыңдығы | 650 мкм +/- 25 мкм | |
| Бастапқы жазықтық бағыты | А-жазықтығы (11-20) +/- 0,2° | |
| Бастапқы жазық ұзындық | 30,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Бір жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (ӘҚҚ) | Артқы беті | Ұсақталған, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Екі жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (DSP) | Артқы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| TTV | < 20 мкм | |
| САДА | < 20 мкм | |
| WARP | < 20 мкм | |
| Тазалау / Қаптау | 100-сыныпты таза бөлмені тазалау және вакуумдық қаптама, | |
| Бір кассеталық қаптамада немесе бір дана қаптамада 25 дана. | ||
| Тауар | 6 дюймдік C-тәрізді жазықтық (0001) 1300 мкм сапфир пластиналары | |
| Кристалдық материалдар | 99,999%, жоғары тазалық, монокристалды Al2O3 | |
| Бағасы | Prime, Epi-Ready | |
| Беттік бағдар | C-жазықтық (0001) | |
| С жазықтығының M осіне қарай ауытқу бұрышы 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметрі | 150,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Қалыңдығы | 1300 мкм +/- 25 мкм | |
| Бастапқы жазықтық бағыты | А-жазықтығы (11-20) +/- 0,2° | |
| Бастапқы жазық ұзындық | 47,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Бір жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (ӘҚҚ) | Артқы беті | Ұсақталған, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Екі жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (DSP) | Артқы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| TTV | < 25 мкм | |
| САДА | < 25 мкм | |
| WARP | < 25 мкм | |
| Тазалау / Қаптау | 100-сыныпты таза бөлмені тазалау және вакуумдық қаптама, | |
| Бір кассеталық қаптамада немесе бір дана қаптамада 25 дана. | ||
| Тауар | 8 дюймдік C-тәрізді жазықтық (0001) 1300 мкм сапфир пластиналары | |
| Кристалдық материалдар | 99,999%, жоғары тазалық, монокристалды Al2O3 | |
| Бағасы | Prime, Epi-Ready | |
| Беттік бағдар | C-жазықтық (0001) | |
| С жазықтығының M осіне қарай ауытқу бұрышы 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметрі | 200,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Қалыңдығы | 1300 мкм +/- 25 мкм | |
| Бір жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (ӘҚҚ) | Артқы беті | Ұсақталған, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Екі жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (DSP) | Артқы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| TTV | < 30 мкм | |
| САДА | < 30 мкм | |
| WARP | < 30 мкм | |
| Тазалау / Қаптау | 100-сыныпты таза бөлмені тазалау және вакуумдық қаптама, | |
| Бір бөліктен тұратын қаптама. | ||
| Тауар | 12 дюймдік C-тәрізді жазықтық (0001) 1300 мкм сапфир пластиналары | |
| Кристалдық материалдар | 99,999%, жоғары тазалық, монокристалды Al2O3 | |
| Бағасы | Prime, Epi-Ready | |
| Беттік бағдар | C-жазықтық (0001) | |
| С жазықтығының M осіне қарай ауытқу бұрышы 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметрі | 300,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Қалыңдығы | 3000 мкм +/- 25 мкм | |
| Бір жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (ӘҚҚ) | Артқы беті | Ұсақталған, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Екі жағы жылтыратылған | Алдыңғы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| (DSP) | Артқы беті | Эпилепрофилденген, Ra < 0,2 нм (AFM бойынша) |
| TTV | < 30 мкм | |
| САДА | < 30 мкм | |
| WARP | < 30 мкм | |
Сапфир пластинасын өндіру процесі
-
Кристаллдың өсуі
-
Арнайы кристалды өсіру пештерінде Киропулос (KY) әдісін қолданып, сапфир бульондарын (100–400 кг) өсіріңіз.
-
-
Құймаларды бұрғылау және пішіндеу
-
Бұрғылау ұңғысын пайдаланып, оқпанды диаметрі 2–6 дюйм және ұзындығы 50–200 мм цилиндрлік құймаларға айналдырыңыз.
-
-
Алғашқы күйдіру
-
Құймаларды ақауларға тексеріп, ішкі кернеуді жеңілдету үшін бірінші жоғары температурада күйдіруді орындаңыз.
-
-
Кристалл бағыты
-
Бағыттау құралдарын пайдаланып, сапфир құймасының дәл бағытын (мысалы, C-жазықтық, A-жазықтық, R-жазықтық) анықтаңыз.
-
-
Көп сымды арамен кесу
-
Көп сымды кескіш жабдықты пайдаланып, құйманы қажетті қалыңдыққа сәйкес жұқа пластиналарға кесіңіз.
-
-
Бастапқы тексеру және екінші рет күйдіру
-
Кесілген пластиналарды тексеріңіз (қалыңдығын, тегістігін, беткі ақауларын).
-
Қажет болса, кристалл сапасын одан әрі жақсарту үшін қайтадан күйдіруді жүргізіңіз.
-
-
Фазалау, тегістеу және CMP жылтырату
-
Айнадай беттерге қол жеткізу үшін арнайы жабдықты пайдаланып, фаскалау, бетті тегістеу және химиялық механикалық жылтырату (ХМЖ) жұмыстарын орындаңыз.
-
-
Тазалау
-
Вафлилерді бөлшектер мен ластаушы заттарды кетіру үшін таза бөлме ортасында ультра таза су мен химиялық заттарды пайдаланып мұқият тазалаңыз.
-
-
Оптикалық және физикалық тексеру
-
Өткізгіштікті анықтауды жүргізу және оптикалық деректерді жазу.
-
TTV (жалпы қалыңдықтың өзгеруі), иілу, иілу, бағдарлау дәлдігі және бетінің кедір-бұдырлығын қоса алғанда, пластина параметрлерін өлшеңіз.
-
-
Жабу (міндетті емес)
-
Тапсырыс берушінің талаптарына сәйкес жабындарды (мысалы, AR жабындары, қорғаныс қабаттары) жағыңыз.
-
Қорытынды тексеру және қаптама
-
Таза бөлмеде 100% сапа тексеруін жүргізіңіз.
-
Вафлилерді кассета қораптарына 100 класты тазалық жағдайында салып, жөнелту алдында вакууммен тығыздаңыз.
Сапфир пластиналарын қолдану
Сапфир пластиналары ерекше қаттылығымен, керемет оптикалық өткізгіштігімен, тамаша жылулық сипаттамаларымен және электр оқшаулауымен көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Олардың қолданылуы тек дәстүрлі жарықдиодты және оптоэлектроника салаларын ғана емес, сонымен қатар жартылай өткізгіштерге, тұтынушылық электроникаға, озық аэроғарыш және қорғаныс салаларына да кеңейіп келеді.
1. Жартылай өткізгіштер және оптоэлектроника
Жарықдиодты субстраттары
Сапфир пластиналары галлий нитридінің (GaN) эпитаксиалды өсуінің негізгі субстраттары болып табылады, көк жарықдиодтарда, ақ жарықдиодтарда және Mini/Micro жарықдиодты технологияларда кеңінен қолданылады.
Лазерлік диодтар (ЛД)
GaN негізіндегі лазерлік диодтардың субстраттары ретінде сапфир пластиналары жоғары қуатты, ұзақ қызмет ететін лазерлік құрылғылардың дамуын қолдайды.
Фотодетекторлар
Ультракүлгін және инфрақызыл фотодетекторларда сапфир пластиналары көбінесе мөлдір терезелер мен оқшаулағыш негіздер ретінде қолданылады.
2. Жартылай өткізгіш құрылғылар
RFIC (радиожиілікті интегралды схемалар)
Тамаша электр оқшаулауының арқасында сапфир пластиналары жоғары жиілікті және жоғары қуатты микротолқынды құрылғылар үшін өте қолайлы негіз болып табылады.
Сапфирдегі кремний (SoS) технологиясы
SoS технологиясын қолдану арқылы паразиттік сыйымдылықты айтарлықтай азайтуға болады, бұл тізбектің өнімділігін арттырады. Бұл радиожиілік байланысында және аэроғарыштық электроникада кеңінен қолданылады.
3. Оптикалық қолданыстар
Инфрақызыл оптикалық терезелер
200 нм–5000 нм толқын ұзындығы диапазонында жоғары өткізгіштігімен сапфир инфрақызыл детекторларда және инфрақызыл бағыттау жүйелерінде кеңінен қолданылады.
Жоғары қуатты лазерлік терезелер
Сапфирдің қаттылығы мен термиялық төзімділігі оны жоғары қуатты лазерлік жүйелердегі қорғаныш терезелер мен линзалар үшін тамаша материал етеді.
4. Тұтынушылық электроника
Камера линзасының қақпақтары
Сапфирдің жоғары қаттылығы смартфондар мен камера линзаларының сызаттарға төзімділігін қамтамасыз етеді.
Саусақ ізі сенсорлары
Сапфир пластиналары саусақ іздерін танудың дәлдігі мен сенімділігін арттыратын берік, мөлдір қақпақтар ретінде қызмет ете алады.
Ақылды сағаттар және премиум дисплейлер
Сапфир экрандары сызаттарға төзімділікті жоғары оптикалық айқындықпен үйлестіреді, бұл оларды жоғары сапалы электронды өнімдерде танымал етеді.
5. Аэроғарыш және қорғаныс
Зымыран инфрақызыл күмбездері
Сапфир терезелері жоғары температура мен жоғары жылдамдық жағдайында мөлдір және тұрақты болып қалады.
Аэроғарыштық оптикалық жүйелер
Олар жоғары беріктіктегі оптикалық терезелерде және экстремалды орталарға арналған бақылау жабдықтарында қолданылады.
Басқа кең таралған сапфир өнімдері
Оптикалық өнімдер
-
Сапфир оптикалық терезелері
-
Лазерлерде, спектрометрлерде, инфрақызыл бейнелеу жүйелерінде және сенсорлық терезелерде қолданылады.
-
Беріліс диапазоны:УК 150 нм-ден орташа инфрақызылға дейін 5,5 мкм.
-
-
Сапфир линзалары
-
Жоғары қуатты лазерлік жүйелерде және аэроғарыштық оптикада қолданылады.
-
Дөңес, ойыс немесе цилиндрлік линзалар түрінде жасалуы мүмкін.
-
-
Сапфир призмалары
-
Оптикалық өлшеу құралдары мен дәл бейнелеу жүйелерінде қолданылады.
-
Аэроғарыш және қорғаныс
-
Сапфир күмбездері
-
Зымырандардағы, ұшқышсыз ұшу аппараттарындағы және ұшақтардағы инфрақызыл іздеушілерді қорғаңыз.
-
-
Сапфирден жасалған қорғаныс қақпақтары
-
Жоғары жылдамдықты ауа ағынының әсеріне және қатал ортаға төтеп беріңіз.
-
Өнімді қаптау
XINKEHUI туралы
Шанхай Синкехуэй жаңа материал компаниясы - осы компаниялардың біріҚытайдағы ең ірі оптикалық және жартылай өткізгіш жеткізушісі, 2002 жылы құрылған. XKH академиялық зерттеушілерге пластиналар және басқа да жартылай өткізгіштерге қатысты ғылыми материалдар мен қызметтерді ұсыну үшін құрылған. Жартылай өткізгіш материалдар - біздің негізгі бизнесіміз, біздің командамыз техникалық тұрғыдан негізделген, XKH құрылғаннан бері, әсіресе әртүрлі пластиналар/субстрат саласында озық электрондық материалдарды зерттеу мен әзірлеуге терең араласып келеді.
Серіктестер
Шанхай Чжимингсинь өзінің тамаша жартылай өткізгіш материалдар технологиясымен әлемдегі жетекші компаниялар мен танымал академиялық мекемелердің сенімді серіктесіне айналды. Инновациялар мен шеберлік саласындағы табандылығының арқасында Чжимингсинь Schott Glass, Corning және Seoul Semiconductor сияқты сала көшбасшыларымен терең ынтымақтастық орнатты. Бұл ынтымақтастық өнімдеріміздің техникалық деңгейін жақсартып қана қоймай, сонымен қатар энергетикалық электроника, оптоэлектрондық құрылғылар және жартылай өткізгіш құрылғылар салаларындағы технологиялық дамуды да ілгерілетті.
Танымал компаниялармен ынтымақтастықтан басқа, Zhimingxin Гарвард университеті, Лондон университеттік колледжі (UCL) және Хьюстон университеті сияқты әлемнің жетекші университеттерімен ұзақ мерзімді ғылыми-зерттеу ынтымақтастық қарым-қатынастарын орнатты. Осы ынтымақтастықтар арқылы Zhimingxin академиялық ортадағы ғылыми-зерттеу жобаларына техникалық қолдау көрсетіп қана қоймай, сонымен қатар жаңа материалдар мен технологиялық инновацияларды әзірлеуге қатысады, бұл біздің жартылай өткізгіштер саласында әрқашан алдыңғы қатарда болуымыз керек екеніне кепілдік береді.
Шанхай Чжимингсинь әлемге әйгілі осы компаниялармен және академиялық мекемелермен тығыз ынтымақтастық арқылы технологиялық инновациялар мен дамуды ілгерілетуді жалғастырып, әлемдік нарықтың өсіп келе жатқан қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін әлемдік деңгейдегі өнімдер мен шешімдерді ұсынады.
