12-инчов сапфирен пластинен C-равнинен SSP/DSP
Подробна диаграма
Въведение в сапфира
Сапфирената пластина е монокристален субстратен материал, изработен от високочист синтетичен алуминиев оксид (Al₂O₃). Големите сапфирени кристали се отглеждат с помощта на съвременни методи като метода на Киропулос (KY) или метода на топлообмен (HEM), след което се обработват чрез рязане, ориентиране, шлайфане и прецизно полиране. Благодарение на изключителните си физични, оптични и химични свойства, сапфирената пластина играе незаменима роля в областта на полупроводниците, оптоелектрониката и високия клас потребителска електроника.
Основни методи за синтез на сапфир
| Метод | Принцип | Предимства | Основни приложения |
|---|---|---|---|
| Метод на Верньой(Пламъчен синтез) | Прах от високочист Al₂O₃ се разтопява в кислородно-водороден пламък, капчиците се втвърдяват слой по слой върху семе. | Ниска цена, висока ефективност, сравнително прост процес | Сапфири с качество на скъпоценни камъни, ранни оптични материали |
| Метод на Чохралски (Чехия) | Al₂O₃ се топи в тигел и зародишният кристал бавно се издърпва нагоре, за да се развие кристалът. | Произвежда относително големи кристали с добра цялост | Лазерни кристали, оптични прозорци |
| Метод на Киропулос (Кентуки) | Контролираното бавно охлаждане позволява на кристала да расте постепенно вътре в тигела | Способен да отглежда кристали с голям размер и ниско напрежение (десетки килограми или повече) | LED субстрати, екрани за смартфони, оптични компоненти |
| Метод HEM(Топлообмен) | Охлаждането започва от горната част на тигела, кристалите растат надолу от зародиша. | Произвежда много големи кристали (до стотици килограми) с еднакво качество | Големи оптични прозорци, аерокосмическа, военна оптика |
Кристална ориентация
| Ориентация / Равнина | Индекс на Милър | Характеристики | Основни приложения |
|---|---|---|---|
| C-равнина | (0001) | Перпендикулярно на c-оста, полярна повърхност, атоми, разположени равномерно | LED, лазерни диоди, GaN епитаксиални подложки (най-широко използвани) |
| А-самолет | (11-20) | Успоредна на c-оста, неполярна повърхност, избягва поляризационни ефекти | Неполярна GaN епитаксия, оптоелектронни устройства |
| М-равнина | (10-10) | Успоредно на c-оста, неполярно, висока симетрия | Високопроизводителна GaN епитаксия, оптоелектронни устройства |
| R-равнина | (1-102) | Наклонен към c-оста, отлични оптични свойства | Оптични прозорци, инфрачервени детектори, лазерни компоненти |
Спецификация на сапфирена пластина (персонализируема)
| Елемент | 1-инчови C-равнина (0001) 430μm сапфирени пластини | |
| Кристални материали | 99,999%, висока чистота, монокристален Al2O3 | |
| Оценка | Първичен, готов за епидемия | |
| Ориентация на повърхността | C-равнина (0001) | |
| Ъгъл на отклонение от равнината C спрямо оста M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметър | 25,4 мм +/- 0,1 мм | |
| Дебелина | 430 μm +/- 25 μm | |
| Полирано от едната страна | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ТСП) | Задна повърхност | Фино смляно, Ra = от 0,8 μm до 1,2 μm |
| Двустранно полирана | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ДСП) | Задна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| ТТВ | < 5 μm | |
| Лък | < 5 μm | |
| ДЕФОРМАЦИЯ | < 5 μm | |
| Почистване / Опаковане | Почистване на чисти помещения клас 100 и вакуумно опаковане, | |
| 25 броя в една касетъчна опаковка или опаковка от единични части. | ||
| Елемент | 2-инчови C-равнина (0001) 430μm сапфирени пластини | |
| Кристални материали | 99,999%, висока чистота, монокристален Al2O3 | |
| Оценка | Първичен, готов за епидемия | |
| Ориентация на повърхността | C-равнина (0001) | |
| Ъгъл на отклонение от равнината C спрямо оста M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметър | 50,8 мм +/- 0,1 мм | |
| Дебелина | 430 μm +/- 25 μm | |
| Основна плоска ориентация | А-равнина (11-20) +/- 0,2° | |
| Дължина на основната плоска част | 16,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Полирано от едната страна | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ТСП) | Задна повърхност | Фино смляно, Ra = от 0,8 μm до 1,2 μm |
| Двустранно полирана | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ДСП) | Задна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| ТТВ | < 10 μm | |
| Лък | < 10 μm | |
| ДЕФОРМАЦИЯ | < 10 μm | |
| Почистване / Опаковане | Почистване на чисти помещения клас 100 и вакуумно опаковане, | |
| 25 броя в една касетъчна опаковка или опаковка от единични части. | ||
| Елемент | 3-инчови C-равнина (0001) 500μm сапфирени пластини | |
| Кристални материали | 99,999%, висока чистота, монокристален Al2O3 | |
| Оценка | Първичен, готов за епидемия | |
| Ориентация на повърхността | C-равнина (0001) | |
| Ъгъл на отклонение от равнината C спрямо оста M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметър | 76,2 мм +/- 0,1 мм | |
| Дебелина | 500 μm +/- 25 μm | |
| Основна плоска ориентация | А-равнина (11-20) +/- 0,2° | |
| Дължина на основната плоска част | 22,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Полирано от едната страна | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ТСП) | Задна повърхност | Фино смляно, Ra = от 0,8 μm до 1,2 μm |
| Двустранно полирана | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ДСП) | Задна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| ТТВ | < 15 μm | |
| Лък | < 15 μm | |
| ДЕФОРМАЦИЯ | < 15 μm | |
| Почистване / Опаковане | Почистване на чисти помещения клас 100 и вакуумно опаковане, | |
| 25 броя в една касетъчна опаковка или опаковка от единични части. | ||
| Елемент | 4-инчови C-равнина (0001) 650μm сапфирени пластини | |
| Кристални материали | 99,999%, висока чистота, монокристален Al2O3 | |
| Оценка | Първичен, готов за епидемия | |
| Ориентация на повърхността | C-равнина (0001) | |
| Ъгъл на отклонение от равнината C спрямо оста M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметър | 100,0 мм +/- 0,1 мм | |
| Дебелина | 650 μm +/- 25 μm | |
| Основна плоска ориентация | А-равнина (11-20) +/- 0,2° | |
| Дължина на основната плоска част | 30,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Полирано от едната страна | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ТСП) | Задна повърхност | Фино смляно, Ra = от 0,8 μm до 1,2 μm |
| Двустранно полирана | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ДСП) | Задна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| ТТВ | < 20 μm | |
| Лък | < 20 μm | |
| ДЕФОРМАЦИЯ | < 20 μm | |
| Почистване / Опаковане | Почистване на чисти помещения клас 100 и вакуумно опаковане, | |
| 25 броя в една касетъчна опаковка или опаковка от единични части. | ||
| Елемент | 6-инчови C-равнина (0001) 1300μm сапфирени пластини | |
| Кристални материали | 99,999%, висока чистота, монокристален Al2O3 | |
| Оценка | Първичен, готов за епидемия | |
| Ориентация на повърхността | C-равнина (0001) | |
| Ъгъл на отклонение от равнината C спрямо оста M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметър | 150,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Дебелина | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Основна плоска ориентация | А-равнина (11-20) +/- 0,2° | |
| Дължина на основната плоска част | 47,0 мм +/- 1,0 мм | |
| Полирано от едната страна | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ТСП) | Задна повърхност | Фино смляно, Ra = от 0,8 μm до 1,2 μm |
| Двустранно полирана | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ДСП) | Задна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| ТТВ | < 25 μm | |
| Лък | < 25 μm | |
| ДЕФОРМАЦИЯ | < 25 μm | |
| Почистване / Опаковане | Почистване на чисти помещения клас 100 и вакуумно опаковане, | |
| 25 броя в една касетъчна опаковка или опаковка от единични части. | ||
| Елемент | 8-инчови C-равнина (0001) 1300μm сапфирени пластини | |
| Кристални материали | 99,999%, висока чистота, монокристален Al2O3 | |
| Оценка | Първичен, готов за епидемия | |
| Ориентация на повърхността | C-равнина (0001) | |
| Ъгъл на отклонение от равнината C спрямо оста M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметър | 200,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Дебелина | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Полирано от едната страна | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ТСП) | Задна повърхност | Фино смляно, Ra = от 0,8 μm до 1,2 μm |
| Двустранно полирана | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ДСП) | Задна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| ТТВ | < 30 μm | |
| Лък | < 30 μm | |
| ДЕФОРМАЦИЯ | < 30 μm | |
| Почистване / Опаковане | Почистване на чисти помещения клас 100 и вакуумно опаковане, | |
| Опаковка от единична бройка. | ||
| Елемент | 12-инчови C-равнина (0001) 1300μm сапфирени пластини | |
| Кристални материали | 99,999%, висока чистота, монокристален Al2O3 | |
| Оценка | Първичен, готов за епидемия | |
| Ориентация на повърхността | C-равнина (0001) | |
| Ъгъл на отклонение от равнината C спрямо оста M 0,2 +/- 0,1° | ||
| Диаметър | 300,0 мм +/- 0,2 мм | |
| Дебелина | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Полирано от едната страна | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ТСП) | Задна повърхност | Фино смляно, Ra = от 0,8 μm до 1,2 μm |
| Двустранно полирана | Предна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| (ДСП) | Задна повърхност | Епи-полиран, Ra < 0.2 nm (чрез AFM) |
| ТТВ | < 30 μm | |
| Лък | < 30 μm | |
| ДЕФОРМАЦИЯ | < 30 μm | |
Процес на производство на сапфирени пластини
-
Растеж на кристали
-
Отглеждайте сапфирени топчета (100–400 кг), използвайки метода на Киропулос (KY) в специални пещи за растеж на кристали.
-
-
Пробиване и формоване на блокове
-
Използвайте сондажна цев, за да обработите булата в цилиндрични блокове с диаметър 2–6 инча и дължина 50–200 мм.
-
-
Първо отгряване
-
Проверете слитъците за дефекти и извършете първото високотемпературно отгряване, за да облекчите вътрешното напрежение.
-
-
Кристална ориентация
-
Определете точната ориентация на сапфирения слитък (напр. C-равнина, A-равнина, R-равнина), като използвате инструменти за ориентация.
-
-
Рязане с многожилен трион
-
Нарежете слитъка на тънки пластини според необходимата дебелина, като използвате оборудване за рязане с много нишки.
-
-
Първоначална инспекция и второ отгряване
-
Проверете нарязаните пластини (дебелина, плоскост, повърхностни дефекти).
-
Ако е необходимо, проведете отново отгряване, за да подобрите допълнително качеството на кристала.
-
-
Скосяване, шлайфане и CMP полиране
-
Извършвайте скосяване, шлайфане на повърхности и химико-механично полиране (CMP) със специализирано оборудване за постигане на огледално чисти повърхности.
-
-
Почистване
-
Почистете старателно пластините, като използвате ултрачиста вода и химикали в чиста среда, за да отстраните частици и замърсители.
-
-
Оптична и физическа инспекция
-
Извършете детекция на пропускливост и запишете оптични данни.
-
Измерете параметрите на пластината, включително TTV (обща вариация на дебелината), извивка, деформация, точност на ориентация и грапавост на повърхността.
-
-
Покритие (по избор)
-
Нанасяйте покрития (напр. AR покрития, защитни слоеве) според спецификациите на клиента.
-
Окончателна проверка и опаковане
-
Извършете 100% проверка на качеството в чисто помещение.
-
Опаковайте пластините в касетъчни кутии при условия на чистота клас 100 и ги вакуумирайте преди изпращане.
Приложения на сапфирени пластини
Сапфирените пластини, с изключителната си твърдост, изключителна оптична пропускливост, отлични термични характеристики и електрическа изолация, намират широко приложение в множество индустрии. Приложенията им обхващат не само традиционните LED и оптоелектронни индустрии, но се разширяват и в полупроводниците, потребителската електроника и напредналите аерокосмически и отбранителни области.
1. Полупроводници и оптоелектроника
LED субстрати
Сапфирените пластини са основните субстрати за епитаксиален растеж на галиев нитрид (GaN), широко използван в сини светодиоди, бели светодиоди и Mini/Micro LED технологии.
Лазерни диоди (ЛД)
Като субстрати за лазерни диоди на базата на GaN, сапфирените пластини подпомагат разработването на високомощни лазерни устройства с дълъг живот.
Фотодетектори
В ултравиолетовите и инфрачервените фотодетектори, сапфирените пластини често се използват като прозрачни прозорци и изолационни подложки.
2. Полупроводникови устройства
RFIC (радиочестотни интегрални схеми)
Благодарение на отличната си електрическа изолация, сапфирените пластини са идеални подложки за високочестотни и мощни микровълнови устройства.
Технология силиций върху сапфир (SoS)
Чрез прилагане на SoS технология, паразитният капацитет може да бъде значително намален, подобрявайки производителността на схемите. Това се използва широко в радиочестотните комуникации и аерокосмическата електроника.
3. Оптични приложения
Инфрачервени оптични прозорци
С висока пропускливост в диапазона на дължините на вълните от 200 nm до 5000 nm, сапфирът се използва широко в инфрачервени детектори и инфрачервени системи за насочване.
Високомощни лазерни прозорци
Твърдостта и термичната устойчивост на сапфира го правят отличен материал за защитни прозорци и лещи във високомощни лазерни системи.
4. Потребителска електроника
Капаци за обективи на фотоапарати
Високата твърдост на сапфира осигурява устойчивост на надраскване за обективи на смартфони и фотоапарати.
Сензори за пръстови отпечатъци
Сапфирените пластини могат да служат като издръжливи, прозрачни покрития, които подобряват точността и надеждността при разпознаване на пръстови отпечатъци.
Смарт часовници и премиум дисплеи
Сапфирените екрани съчетават устойчивост на надраскване с висока оптична яснота, което ги прави популярни във висок клас електронни продукти.
5. Аерокосмическа и отбранителна промишленост
Инфрачервени куполи за ракети
Сапфирените прозорци остават прозрачни и стабилни при условия на висока температура и висока скорост.
Аерокосмически оптични системи
Те се използват във високоякостни оптични прозорци и наблюдателно оборудване, предназначено за екстремни условия.
Други често срещани сапфирени продукти
Оптични продукти
-
Сапфирени оптични прозорци
-
Използва се в лазери, спектрометри, инфрачервени системи за изображения и сензорни прозорци.
-
Обхват на предаване:UV 150 nm до среден инфрачервен 5,5 μm.
-
-
Сапфирени лещи
-
Прилага се в мощни лазерни системи и аерокосмическа оптика.
-
Могат да се произвеждат като изпъкнали, вдлъбнати или цилиндрични лещи.
-
-
Сапфирени призми
-
Използва се в оптични измервателни инструменти и прецизни системи за изображения.
-
Аерокосмическа и отбранителна индустрия
-
Сапфирени куполи
-
Защитете инфрачервените търсачки в ракети, безпилотни летателни апарати и самолети.
-
-
Сапфирени защитни калъфи
-
Издържат на удари от високоскоростен въздушен поток и тежки условия.
-
Опаковка на продукта
Относно XINKEHUI
Шанхай Xinkehui New Material Co., Ltd. е една отнай-големият доставчик на оптика и полупроводници в Китай, основана през 2002 г. XKH е разработена, за да предоставя на академични изследователи пластини и други научни материали и услуги, свързани с полупроводници. Полупроводниковите материали са основният ни бизнес, нашият екип е технически ориентиран. От създаването си XKH е дълбоко ангажирана в изследванията и разработването на съвременни електронни материали, особено в областта на различни пластини/субстрати.
Партньори
Благодарение на отличната си технология за полупроводникови материали, Shanghai Zhimingxin се превърна в доверен партньор на водещите световни компании и известни академични институции. С постоянството си в иновациите и високи постижения, Zhimingxin установи дълбоки отношения на сътрудничество с лидери в индустрията като Schott Glass, Corning и Seoul Semiconductor. Тези сътрудничества не само подобриха техническото ниво на нашите продукти, но и насърчиха технологичното развитие в областта на силовата електроника, оптоелектронните устройства и полупроводниковите устройства.
В допълнение към сътрудничеството с известни компании, Zhimingxin е установила и дългосрочни отношения за сътрудничество в областта на научните изследвания с водещи университети по света, като Харвардския университет, Университетския колеж в Лондон (UCL) и Университета в Хюстън. Чрез тези сътрудничества Zhimingxin не само предоставя техническа подкрепа за научноизследователски проекти в академичните среди, но и участва в разработването на нови материали и технологични иновации, гарантирайки, че винаги сме начело на полупроводниковата индустрия.
Чрез тясно сътрудничество с тези световноизвестни компании и академични институции, Shanghai Zhimingxin продължава да насърчава технологичните иновации и развитие, предоставяйки продукти и решения от световна класа, за да отговори на нарастващите нужди на световния пазар.
