Hochreine Quarzglas-Wafer für Halbleiter, Photonik und optische Anwendungen 2″4″6″8″12″

Kurze Beschreibung:

Quarzglas– auch bekannt alsQuarzglas– ist die nichtkristalline (amorphe) Form von Siliziumdioxid (SiO₂). Im Gegensatz zu Borosilikat oder anderen Industriegläsern enthält Quarzglas keine Dotierstoffe oder Zusätze und bietet eine chemisch reine SiO₂-Zusammensetzung. Es ist bekannt für seine außergewöhnliche optische Transmission im ultravioletten (UV) und infraroten (IR) Spektrum und übertrifft damit herkömmliche Glasmaterialien.

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Merkmale

Detailliertes Diagramm

Wafer aus Quarzglas und optischem Quarzglas-2

Übersicht über Quarzglas

Quarzwafer bilden das Rückgrat unzähliger moderner Geräte, die die heutige digitale Welt prägen. Von der Navigation Ihres Smartphones bis zum Rückgrat von 5G-Basisstationen liefert Quarz unauffällig die Stabilität, Reinheit und Präzision, die in der Hochleistungselektronik und Photonik erforderlich sind. Ob zur Unterstützung flexibler Schaltkreise, zur Aktivierung von MEMS-Sensoren oder als Grundlage für Quantencomputer – seine einzigartigen Eigenschaften machen Quarz in allen Branchen unverzichtbar.

„Quarzglas“ oder „Quarzglas“ ist die amorphe Phase von Quarz (SiO2). Im Gegensatz zu Borosilikatglas enthält Quarzglas keine Zusätze und liegt daher in seiner reinen Form SiO2 vor. Quarzglas hat im Vergleich zu normalem Glas eine höhere Transmission im Infrarot- und Ultraviolettspektrum. Quarzglas wird durch Schmelzen und Wiederverfestigen von hochreinem SiO2 hergestellt. Synthetisches Quarzglas hingegen wird aus siliziumreichen chemischen Vorläufern wie SiCl4 hergestellt, die vergast und dann in einer H2+O2-Atmosphäre oxidiert werden. Der dabei entstehende SiO2-Staub wird auf einem Substrat zu Quarzglas verschmolzen. Die Quarzglasblöcke werden in Wafer geschnitten und anschließend poliert.

Wafer aus Quarzglas und optischem Quarzglas

Hauptmerkmale und Vorteile von Quarzglaswafern

Ultrahohe Reinheit (≥99,99 % SiO2)
Ideal für ultrareine Halbleiter- und Photonikprozesse, bei denen die Materialverunreinigung minimiert werden muss.
Großer thermischer Betriebsbereich
Behält die strukturelle Integrität bei kryogenen Temperaturen bis über 1100 °C ohne Verformung oder Verschlechterung bei.
Hervorragende UV- und IR-Durchlässigkeit
Bietet hervorragende optische Klarheit vom tiefen Ultraviolett (DUV) bis zum nahen Infrarot (NIR) und unterstützt präzise optische Anwendungen.
Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
Verbessert die Dimensionsstabilität bei Temperaturschwankungen, reduziert Spannungen und verbessert die Prozesszuverlässigkeit.
Überlegene chemische Beständigkeit
Inert gegenüber den meisten Säuren, Laugen und Lösungsmitteln – daher gut geeignet für chemisch aggressive Umgebungen.
Flexibilität bei der Oberflächenbeschaffenheit
Erhältlich mit ultraglatten, einseitig oder beidseitig polierten Oberflächen, kompatibel mit Photonik- und MEMS-Anforderungen.

Herstellungsprozess von Quarzglaswafern

Die Herstellung von Quarzglaswafern erfolgt in einer Reihe kontrollierter und präziser Schritte:

Rohstoffauswahl
Auswahl an hochreinem Naturquarz oder synthetischen SiO₂-Quellen.
Schmelzen und Fusion
Quarz wird bei ca. 2000 °C in Elektroöfen unter kontrollierter Atmosphäre geschmolzen, um Einschlüsse und Blasen zu beseitigen.
Blockformung
Die geschmolzene Kieselsäure wird zu festen Blöcken oder Barren abgekühlt.
Waffelschneiden
Zum Schneiden der Barren in Waferrohlinge werden Präzisions-Diamant- oder Drahtsägen verwendet.
Läppen & Polieren
Beide Oberflächen werden geglättet und poliert, um die genauen optischen Spezifikationen sowie die Dicken- und Rauheitsspezifikationen zu erfüllen.
Reinigung & Inspektion
Wafer werden in Reinräumen der ISO-Klasse 100/1000 gereinigt und einer strengen Prüfung auf Defekte und Maßkonformität unterzogen.

Eigenschaften von Quarzglas-Wafer

Spezifikation	Einheit	4"	6"	8"	10"	12"
Durchmesser / Größe (oder Quadrat)	mm	100	150	200	250	300
Toleranz (±)	mm	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Dicke	mm	0,10 oder mehr	0,30 oder mehr	0,40 oder mehr	0,50 oder mehr	0,50 oder mehr
Primäre Referenzwohnung	mm	32,5	57,5	Halbkerbe	Halbkerbe	Halbkerbe
LTV (5 mm × 5 mm)	μm	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5
TTV	μm	< 2	< 3	< 3	< 5	< 5
Bogen	μm	±20	±30	±40	±40	±40
Kette	μm	≤ 30	≤ 40	≤ 50	≤ 50	≤ 50
PLTV (5 mm × 5 mm) < 0,4 μm	%	≥95 %	≥95 %	≥95 %	≥95 %	≥95 %
Kantenverrundung	mm	Konform mit SEMI M1.2 Standard / siehe IEC62276
Oberflächentyp		Einseitig poliert / Doppelseitig poliert
Polierte Seite Ra	nm	≤1	≤1	≤1	≤1	≤1
Kriterien für die Rückseite	μm	allgemein 0,2-0,7 oder kundenspezifisch

Quarz im Vergleich zu anderen transparenten Materialien

Eigentum	Quarzglas	Borosilikatglas	Saphir	Standardglas
Maximale Betriebstemperatur	~1100°C	~500°C	~2000°C	~200 °C
UV-Durchlässigkeit	Ausgezeichnet (JGS1)	Arm	Gut	Sehr schlecht
Chemische Beständigkeit	Exzellent	Mäßig	Exzellent	Arm
Reinheit	Extrem hoch	Niedrig bis mittel	Hoch	Niedrig
Wärmeausdehnung	Sehr niedrig	Mäßig	Niedrig	Hoch
Kosten	Mäßig bis hoch	Niedrig	Hoch	Sehr niedrig

FAQ zu Quarzglaswafern

F1: Was ist der Unterschied zwischen Quarzglas und Quarzglas?
Beide sind amorphe Formen von SiO₂. Quarzglas stammt typischerweise aus natürlichen Quarzquellen, während Quarzglas synthetisch hergestellt wird. Funktionell bieten sie ähnliche Leistungen, Quarzglas kann jedoch eine etwas höhere Reinheit und Homogenität aufweisen.

F2: Können Quarzglaswafer in Hochvakuumumgebungen verwendet werden?
Ja. Aufgrund ihrer geringen Ausgasungseigenschaften und hohen Wärmebeständigkeit eignen sich Quarzglaswafer hervorragend für Vakuumsysteme und Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt.

F3: Sind diese Wafer für Deep-UV-Laseranwendungen geeignet?
Absolut. Quarzglas hat eine hohe Transmission bis hinunter zu ~185 nm und eignet sich daher ideal für DUV-Optiken, Lithografiemasken und Excimer-Lasersysteme.

F4: Unterstützen Sie die kundenspezifische Waferherstellung?
Ja. Wir bieten vollständige Anpassungen an Ihre spezifischen Anwendungsanforderungen, einschließlich Durchmesser, Dicke, Oberflächenqualität, Abflachungen/Kerben und Lasermusterung.

Über uns

XKH ist spezialisiert auf die Hightech-Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von speziellem optischem Glas und neuen Kristallmaterialien. Unsere Produkte kommen in der optischen Elektronik, der Unterhaltungselektronik und dem Militär zum Einsatz. Wir bieten optische Komponenten aus Saphir, Handy-Objektivabdeckungen, Keramik, LT, Siliziumkarbid (SIC), Quarz und Halbleiterkristall-Wafer an. Dank unserer Fachkompetenz und modernster Ausrüstung sind wir in der Verarbeitung nicht standardisierter Produkte führend und streben danach, ein führendes Hightech-Unternehmen für optoelektronische Materialien zu werden.

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