12-дюймовая сапфировая пластина C-Plane SSP/DSP
Подробная схема
Введение в сапфир
Сапфировая пластина — это монокристаллический материал подложки, изготовленный из высокочистого синтетического оксида алюминия (Al₂O₃). Крупные кристаллы сапфира выращиваются с использованием передовых методов, таких как метод Киропулоса (KY) или метод теплообмена (HEM), а затем обрабатываются путем резки, ориентации, шлифовки и прецизионной полировки. Благодаря своим исключительным физическим, оптическим и химическим свойствам сапфировая пластина играет незаменимую роль в полупроводниковой, оптоэлектронной и высокотехнологичной бытовой электронике.
Основные методы синтеза сапфиров
| Метод | Принцип | Преимущества | Основные области применения |
|---|---|---|---|
| Метод Вернёя(Слияние пламени) | Порошок высокочистого Al₂O₃ плавится в кислородно-водородном пламени, капли затвердевают слой за слоем на затравке. | Низкая стоимость, высокая эффективность, относительно простой процесс | Сапфиры ювелирного качества, ранние оптические материалы |
| Метод Чохральского (ЧЗ) | В тигле расплавляют Al₂O₃, и затравочный кристалл медленно вытягивают вверх для выращивания кристалла. | Образует относительно крупные кристаллы с хорошей целостностью. | Лазерные кристаллы, оптические окна |
| Метод Киропулоса (KY) | Контролируемое медленное охлаждение позволяет кристаллу постепенно расти внутри тигля. | Способен выращивать крупные кристаллы с низким уровнем стресса (десятки килограммов и более). | Подложки для светодиодов, экраны смартфонов, оптические компоненты. |
| Метод HEM(Теплообмен) | Охлаждение начинается с верхней части тигля, кристаллы растут вниз от затравки. | Получаются очень крупные кристаллы (до сотен килограммов) однородного качества. | Большие оптические окна, аэрокосмическая и военная оптика. |
Ориентация кристалла
| Ориентация / Плоскость | Индекс Миллера | Характеристики | Основные области применения |
|---|---|---|---|
| С-плоскость | (0001) | Перпендикулярно оси c, полярная поверхность, атомы расположены равномерно. | Светодиоды, лазерные диоды, эпитаксиальные подложки из нитрида галлия (наиболее широко используемые). |
| А-план | (11-20) | Параллельная оси c, неполярная поверхность, позволяет избежать эффектов поляризации. | Неполярная эпитаксия GaN, оптоэлектронные устройства |
| М-плоскость | (10-10) | Параллельна оси c, неполярна, обладает высокой симметрией. | Высокопроизводительная эпитаксия GaN, оптоэлектронные устройства |
| R-плоскость | (1-102) | Наклонен к оси c, обладает превосходными оптическими свойствами. | Оптические окна, инфракрасные детекторы, лазерные компоненты |
Технические характеристики сапфировых пластин (возможно изменение на заказ)
| Элемент | 1-дюймовые сапфировые пластины C-плоскости (0001) 430 мкм | |
| Кристаллические материалы | 99,999%, высокочистый, монокристаллический Al2O3 | |
| Оценка | Prime, Epi-Ready | |
| Ориентация поверхности | C-плоскость (0001) | |
| Угол отклонения плоскости C от оси M составляет 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметр | 25,4 мм +/- 0,1 мм | |
| Толщина | 430 мкм +/- 25 мкм | |
| Односторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (ССП) | Обратная поверхность | Мелкодисперсный шлифованный материал, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Двусторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (DSP) | Обратная поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| ТТВ | < 5 мкм | |
| ПОКЛОН | < 5 мкм | |
| WARP | < 5 мкм | |
| Чистка / Упаковка | Очистка чистых помещений класса 100 и вакуумная упаковка. | |
| 25 штук в одной кассете или в индивидуальной упаковке. | ||
| Элемент | 2-дюймовые сапфировые пластины C-плоскости (0001) 430 мкм | |
| Кристаллические материалы | 99,999%, высокочистый, монокристаллический Al2O3 | |
| Оценка | Prime, Epi-Ready | |
| Ориентация поверхности | C-плоскость (0001) | |
| Угол отклонения плоскости C от оси M составляет 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметр | 50,8 мм +/- 0,1 мм | |
| Толщина | 430 мкм +/- 25 мкм | |
| Ориентация основной квартиры | Плоскость А (11-20) +/- 0,2° | |
| Основная плоская длина | 16,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Односторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (ССП) | Обратная поверхность | Мелкодисперсный шлифованный материал, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Двусторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (DSP) | Обратная поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| ТТВ | < 10 мкм | |
| ПОКЛОН | < 10 мкм | |
| WARP | < 10 мкм | |
| Чистка / Упаковка | Очистка чистых помещений класса 100 и вакуумная упаковка. | |
| 25 штук в одной кассете или в индивидуальной упаковке. | ||
| Элемент | 3-дюймовые сапфировые пластины C-плоскости (0001) 500 мкм | |
| Кристаллические материалы | 99,999%, высокочистый, монокристаллический Al2O3 | |
| Оценка | Prime, Epi-Ready | |
| Ориентация поверхности | C-плоскость (0001) | |
| Угол отклонения плоскости C от оси M составляет 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметр | 76,2 мм +/- 0,1 мм | |
| Толщина | 500 мкм +/- 25 мкм | |
| Ориентация основной квартиры | Плоскость А (11-20) +/- 0,2° | |
| Основная плоская длина | 22,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Односторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (ССП) | Обратная поверхность | Мелкодисперсный шлифованный материал, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Двусторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (DSP) | Обратная поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| ТТВ | < 15 мкм | |
| ПОКЛОН | < 15 мкм | |
| WARP | < 15 мкм | |
| Чистка / Упаковка | Очистка чистых помещений класса 100 и вакуумная упаковка. | |
| 25 штук в одной кассете или в индивидуальной упаковке. | ||
| Элемент | 4-дюймовые сапфировые пластины C-плоскости (0001) 650 мкм | |
| Кристаллические материалы | 99,999%, высокочистый, монокристаллический Al2O3 | |
| Оценка | Prime, Epi-Ready | |
| Ориентация поверхности | C-плоскость (0001) | |
| Угол отклонения плоскости C от оси M составляет 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметр | 100,0 мм +/- 0,1 мм | |
| Толщина | 650 мкм +/- 25 мкм | |
| Ориентация основной квартиры | Плоскость А (11-20) +/- 0,2° | |
| Основная плоская длина | 30,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Односторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (ССП) | Обратная поверхность | Мелкодисперсный шлифованный материал, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Двусторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (DSP) | Обратная поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| ТТВ | < 20 мкм | |
| ПОКЛОН | < 20 мкм | |
| WARP | < 20 мкм | |
| Чистка / Упаковка | Очистка чистых помещений класса 100 и вакуумная упаковка. | |
| 25 штук в одной кассете или в индивидуальной упаковке. | ||
| Элемент | 6-дюймовые сапфировые пластины C-плоскости (0001) 1300 мкм | |
| Кристаллические материалы | 99,999%, высокочистый, монокристаллический Al2O3 | |
| Оценка | Prime, Epi-Ready | |
| Ориентация поверхности | C-плоскость (0001) | |
| Угол отклонения плоскости C от оси M составляет 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметр | 150,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Толщина | 1300 мкм +/- 25 мкм | |
| Ориентация основной квартиры | Плоскость А (11-20) +/- 0,2° | |
| Основная плоская длина | 47,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Односторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (ССП) | Обратная поверхность | Мелкодисперсный шлифованный материал, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Двусторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (DSP) | Обратная поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| ТТВ | < 25 мкм | |
| ПОКЛОН | < 25 мкм | |
| WARP | < 25 мкм | |
| Чистка / Упаковка | Очистка чистых помещений класса 100 и вакуумная упаковка. | |
| 25 штук в одной кассете или в индивидуальной упаковке. | ||
| Элемент | 8-дюймовые сапфировые пластины C-плоскости (0001) 1300 мкм | |
| Кристаллические материалы | 99,999%, высокочистый, монокристаллический Al2O3 | |
| Оценка | Prime, Epi-Ready | |
| Ориентация поверхности | C-плоскость (0001) | |
| Угол отклонения плоскости C от оси M составляет 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметр | 200,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Толщина | 1300 мкм +/- 25 мкм | |
| Односторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (ССП) | Обратная поверхность | Мелкодисперсный шлифованный материал, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Двусторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (DSP) | Обратная поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| ТТВ | < 30 мкм | |
| ПОКЛОН | < 30 мкм | |
| WARP | < 30 мкм | |
| Чистка / Упаковка | Очистка чистых помещений класса 100 и вакуумная упаковка. | |
| Упаковка поштучно. | ||
| Элемент | 12-дюймовые сапфировые пластины C-плоскости (0001) 1300 мкм | |
| Кристаллические материалы | 99,999%, высокочистый, монокристаллический Al2O3 | |
| Оценка | Prime, Epi-Ready | |
| Ориентация поверхности | C-плоскость (0001) | |
| Угол отклонения плоскости C от оси M составляет 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметр | 300,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Толщина | 3000 мкм +/- 25 мкм | |
| Односторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (ССП) | Обратная поверхность | Мелкодисперсный шлифованный материал, Ra = 0,8 мкм - 1,2 мкм |
| Двусторонняя полировка | Передняя поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| (DSP) | Обратная поверхность | Эпитаксиально отполированный, Ra < 0,2 нм (по данным АСМ) |
| ТТВ | < 30 мкм | |
| ПОКЛОН | < 30 мкм | |
| WARP | < 30 мкм | |
Процесс производства сапфировых пластин
-
Рост кристаллов
-
Выращивание сапфировых слитков (100–400 кг) методом Киропулоса (KY) в специализированных печах для выращивания кристаллов.
-
-
Сверление и формовка слитков
-
С помощью сверла слиток можно превратить в цилиндрические заготовки диаметром 2–6 дюймов и длиной 50–200 мм.
-
-
Первый отжиг
-
Проверьте слитки на наличие дефектов и проведите первый высокотемпературный отжиг для снятия внутренних напряжений.
-
-
Ориентация кристалла
-
Определите точную ориентацию сапфирового слитка (например, плоскость C, плоскость A, плоскость R) с помощью ориентационных приборов.
-
-
Резка многопроволочной пилой
-
Разрежьте слиток на тонкие пластины необходимой толщины с помощью многопроволочного режущего оборудования.
-
-
Первичный осмотр и второй отжиг
-
Проверьте нарезанные пластины (толщину, плоскостность, дефекты поверхности).
-
При необходимости проведите повторный отжиг для дальнейшего улучшения качества кристаллов.
-
-
Снятие фаски, шлифовка и полировка методом химико-механической полировки (CMP).
-
Выполняйте снятие фаски, шлифовку поверхности и химико-механическую полировку (ХМП) с использованием специализированного оборудования для получения зеркальных поверхностей.
-
-
Уборка
-
Для удаления частиц и загрязнений необходимо тщательно очистить пластины с помощью сверхчистой воды и химических средств в чистом помещении.
-
-
Оптический и физический осмотр
-
Провести измерение пропускания и записать оптические данные.
-
Измерьте параметры пластины, включая TTV (общее изменение толщины), изгиб, деформацию, точность ориентации и шероховатость поверхности.
-
-
Покрытие (опционально)
-
Нанесение покрытий (например, антибликовых покрытий, защитных слоев) в соответствии со спецификациями заказчика.
-
Окончательная проверка и упаковка
-
Проведите 100% контроль качества в чистом помещении.
-
Упаковывать пластины в кассетные коробки в условиях чистоты класса 100 и вакуумно упаковывать их перед отправкой.
Применение сапфировых пластин
Сапфировые пластины, благодаря своей исключительной твердости, выдающейся оптической прозрачности, превосходным тепловым характеристикам и электрической изоляции, широко применяются в различных отраслях промышленности. Их применение охватывает не только традиционные светодиодные и оптоэлектронные отрасли, но и полупроводниковую промышленность, бытовую электронику, а также передовые аэрокосмические и оборонные отрасли.
1. Полупроводники и оптоэлектроника
Светодиодные подложки
Сапфировые пластины являются основными подложками для эпитаксиального выращивания нитрида галлия (GaN), широко используемого в синих светодиодах, белых светодиодах и технологиях мини/микросветодиодов.
Лазерные диоды (ЛД)
В качестве подложек для лазерных диодов на основе нитрида галлия (GaN) сапфировые пластины способствуют разработке мощных лазерных устройств с длительным сроком службы.
Фотодетекторы
В ультрафиолетовых и инфракрасных фотодетекторах сапфировые пластины часто используются в качестве прозрачных окон и изолирующих подложек.
2. Полупроводниковые приборы
Радиочастотные интегральные схемы (РЧИС)
Благодаря превосходной электроизоляции сапфировые пластины являются идеальными подложками для высокочастотных и мощных микроволновых устройств.
Технология кремния на сапфировой подложке (SoS)
Применение технологии SoS позволяет значительно снизить паразитные емкости, что повышает производительность схемы. Эта технология широко используется в радиочастотной связи и аэрокосмической электронике.
3. Оптические приложения
Инфракрасные оптические окна
Благодаря высокой светопропускаемости в диапазоне длин волн 200–5000 нм, сапфир широко используется в инфракрасных детекторах и инфракрасных системах наведения.
Мощные лазерные окна
Твердость и термостойкость сапфира делают его превосходным материалом для защитных окон и линз в мощных лазерных системах.
4. Бытовая электроника
Защитные крышки для объективов фотоаппаратов
Высокая твердость сапфира обеспечивает устойчивость к царапинам для объективов смартфонов и фотоаппаратов.
Датчики отпечатков пальцев
Сапфировые пластины могут служить в качестве прочных, прозрачных покрытий, повышающих точность и надежность распознавания отпечатков пальцев.
Умные часы и дисплеи премиум-класса
Сапфировые экраны сочетают в себе устойчивость к царапинам и высокую оптическую четкость, что делает их популярными в высококачественной электронной продукции.
5. Аэрокосмическая и оборонная промышленность
Инфракрасные купола для ракет
Сапфировые стекла сохраняют прозрачность и стабильность в условиях высоких температур и высоких скоростей.
Аэрокосмические оптические системы
Они используются в высокопрочных оптических окнах и наблюдательном оборудовании, предназначенном для экстремальных условий эксплуатации.
Другие распространенные изделия из сапфира
Оптическая продукция
-
Сапфировые оптические окна
-
Используется в лазерах, спектрометрах, инфракрасных системах визуализации и сенсорных окнах.
-
Диапазон передачи:УФ-диапазон 150 нм – среднеинфракрасный диапазон 5,5 мкм.
-
-
Сапфировые линзы
-
Применяется в мощных лазерных системах и аэрокосмической оптике.
-
Могут быть изготовлены в виде выпуклых, вогнутых или цилиндрических линз.
-
-
Сапфировые призмы
-
Используется в оптических измерительных приборах и прецизионных системах визуализации.
-
Аэрокосмическая и оборонная промышленность
-
Сапфировые купола
-
Защита инфракрасных головок самонаведения в ракетах, беспилотных летательных аппаратах и самолетах.
-
-
Защитные чехлы для сапфировых стекол
-
Выдерживает воздействие высокоскоростного воздушного потока и суровые условия окружающей среды.
-
Упаковка продукции
О компании XINKEHUI
Компания Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. является одной изКрупнейший поставщик оптических и полупроводниковых компонентов в Китае.Компания XKH, основанная в 2002 году, была создана для предоставления академическим исследователям полупроводниковых материалов и услуг. Полупроводниковые материалы — наша основная сфера деятельности, наша команда состоит из высококвалифицированных специалистов. С момента основания XKH активно занимается исследованиями и разработкой передовых электронных материалов, особенно в области различных типов полупроводниковых пластин/подложек.
Партнеры
Благодаря превосходным технологиям производства полупроводниковых материалов, шанхайская компания Zhimingxin стала надежным партнером ведущих мировых компаний и известных академических учреждений. Стремясь к инновациям и совершенству, Zhimingxin установила прочные партнерские отношения с лидерами отрасли, такими как Schott Glass, Corning и Seoul Semiconductor. Это сотрудничество не только повысило технический уровень нашей продукции, но и способствовало технологическому развитию в области силовой электроники, оптоэлектронных устройств и полупроводниковых приборов.
Помимо сотрудничества с известными компаниями, Zhimingxin также установила долгосрочные партнерские отношения в области исследований с ведущими университетами мира, такими как Гарвардский университет, Университетский колледж Лондона (UCL) и Университет Хьюстона. Благодаря этому сотрудничеству Zhimingxin не только оказывает техническую поддержку научным исследовательским проектам в академической среде, но и участвует в разработке новых материалов и технологических инноваций, обеспечивая себе лидирующие позиции в полупроводниковой отрасли.
Благодаря тесному сотрудничеству с этими всемирно известными компаниями и академическими учреждениями, компания Shanghai Zhimingxin продолжает продвигать технологические инновации и развитие, предоставляя продукцию и решения мирового класса для удовлетворения растущих потребностей глобального рынка.
