12-Zoll-Saphir-Wafer-C-Plane-SSP/DSP
Detailliertes Diagramm
Einführung in die Saphir-Reihe
Saphirwafer sind einkristalline Substratmaterialien aus hochreinem synthetischem Aluminiumoxid (Al₂O₃). Große Saphirkristalle werden mithilfe fortschrittlicher Verfahren wie dem Kyropoulos-Verfahren (KY) oder dem Wärmeaustauschverfahren (HEM) gezüchtet und anschließend durch Schneiden, Ausrichten, Schleifen und Präzisionspolieren weiterverarbeitet. Aufgrund seiner außergewöhnlichen physikalischen, optischen und chemischen Eigenschaften spielen Saphirwafer eine unverzichtbare Rolle in der Halbleiterindustrie, der Optoelektronik und der High-End-Unterhaltungselektronik.
Gängige Saphirsynthesemethoden
| Verfahren | Prinzip | Vorteile | Hauptanwendungen |
|---|---|---|---|
| Verneuil-Methode(Flammenfusion) | Hochreines Al₂O₃-Pulver wird in einer Knallgasflamme geschmolzen, wobei sich Tröpfchen schichtweise auf einem Keim verfestigen. | Kostengünstig, hohe Effizienz, relativ einfacher Prozess | Saphire in Edelsteinqualität, frühe optische Materialien |
| Czochralski-Verfahren (CZ) | Al₂O₃ wird in einem Tiegel geschmolzen, und ein Impfkristall wird langsam nach oben gezogen, um den Kristall wachsen zu lassen. | Produziert relativ große Kristalle mit guter Festigkeit. | Laserkristalle, optische Fenster |
| Kyropoulos-Methode (KY) | Durch kontrollierte, langsame Abkühlung kann der Kristall im Tiegel allmählich wachsen. | Fähig zur Züchtung großer, spannungsarmer Kristalle (mehrere zehn Kilogramm oder mehr) | LED-Substrate, Smartphone-Bildschirme, optische Komponenten |
| HEM-Methode(Wärmetauscher) | Die Abkühlung beginnt an der Oberseite des Tiegels, die Kristalle wachsen vom Kristallisationskeim nach unten. | Produziert sehr große Kristalle (bis zu mehreren hundert Kilogramm) mit gleichmäßiger Qualität. | Große optische Fenster, Luft- und Raumfahrt, Militäroptik |
Kristallorientierung
| Ausrichtung / Ebene | Miller-Index | Eigenschaften | Hauptanwendungen |
|---|---|---|---|
| C-Ebene | (0001) | Senkrecht zur c-Achse, polare Oberfläche, Atome gleichmäßig angeordnet | LEDs, Laserdioden, GaN-Epitaxiesubstrate (am weitesten verbreitet) |
| A-Ebene | (11-20) | Parallel zur c-Achse, nichtpolare Oberfläche, vermeidet Polarisationseffekte | Nichtpolare GaN-Epitaxie, optoelektronische Bauelemente |
| M-Ebene | (10-10) | Parallel zur c-Achse, unpolar, hohe Symmetrie | Hochleistungsfähige GaN-Epitaxie, optoelektronische Bauelemente |
| R-Ebene | (1-102) | Zur c-Achse geneigt, hervorragende optische Eigenschaften | Optische Fenster, Infrarotdetektoren, Laserkomponenten |
Saphir-Wafer-Spezifikation (anpassbar)
| Artikel | 1-Zoll-C-Ebene(0001) 430 μm Saphirwafer | |
| Kristallmaterialien | 99,999 %, hochreines, monokristallines Al2O3 | |
| Grad | Prime, Epi-Ready | |
| Oberflächenorientierung | C-Ebene(0001) | |
| Neigungswinkel der C-Ebene zur M-Achse: 0,2 ± 0,1° | ||
| Durchmesser | 25,4 mm +/- 0,1 mm | |
| Dicke | 430 μm +/- 25 μm | |
| Einseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (SSP) | Rückseite | Fein geschliffen, Ra = 0,8 μm bis 1,2 μm |
| Doppelseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (DSP) | Rückseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| TTV | < 5 μm | |
| BOGEN | < 5 μm | |
| KETTE | < 5 μm | |
| Reinigung / Verpackung | Reinigung im Reinraum der Klasse 100 und Vakuumverpackung, | |
| 25 Stück in einer Kassettenverpackung oder Einzelverpackung. | ||
| Artikel | 2-Zoll-C-Ebene(0001) 430 μm Saphirwafer | |
| Kristallmaterialien | 99,999 %, hochreines, monokristallines Al2O3 | |
| Grad | Prime, Epi-Ready | |
| Oberflächenorientierung | C-Ebene(0001) | |
| Neigungswinkel der C-Ebene zur M-Achse: 0,2 ± 0,1° | ||
| Durchmesser | 50,8 mm +/- 0,1 mm | |
| Dicke | 430 μm +/- 25 μm | |
| Primäre flache Ausrichtung | A-Ebene(11-20) +/- 0,2° | |
| Primäre Flachlänge | 16,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Einseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (SSP) | Rückseite | Fein geschliffen, Ra = 0,8 μm bis 1,2 μm |
| Doppelseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (DSP) | Rückseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| TTV | < 10 μm | |
| BOGEN | < 10 μm | |
| KETTE | < 10 μm | |
| Reinigung / Verpackung | Reinigung im Reinraum der Klasse 100 und Vakuumverpackung, | |
| 25 Stück in einer Kassettenverpackung oder Einzelverpackung. | ||
| Artikel | 3-Zoll-C-Ebene(0001) 500µm Saphirwafer | |
| Kristallmaterialien | 99,999 %, hochreines, monokristallines Al2O3 | |
| Grad | Prime, Epi-Ready | |
| Oberflächenorientierung | C-Ebene(0001) | |
| Neigungswinkel der C-Ebene zur M-Achse: 0,2 ± 0,1° | ||
| Durchmesser | 76,2 mm +/- 0,1 mm | |
| Dicke | 500 μm +/- 25 μm | |
| Primäre flache Ausrichtung | A-Ebene(11-20) +/- 0,2° | |
| Primäre Flachlänge | 22,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Einseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (SSP) | Rückseite | Fein geschliffen, Ra = 0,8 μm bis 1,2 μm |
| Doppelseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (DSP) | Rückseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| TTV | < 15 μm | |
| BOGEN | < 15 μm | |
| KETTE | < 15 μm | |
| Reinigung / Verpackung | Reinigung im Reinraum der Klasse 100 und Vakuumverpackung, | |
| 25 Stück in einer Kassettenverpackung oder Einzelverpackung. | ||
| Artikel | 4-Zoll-C-Ebene(0001)-650-µm-Saphirwafer | |
| Kristallmaterialien | 99,999 %, hochreines, monokristallines Al2O3 | |
| Grad | Prime, Epi-Ready | |
| Oberflächenorientierung | C-Ebene(0001) | |
| Neigungswinkel der C-Ebene zur M-Achse: 0,2 ± 0,1° | ||
| Durchmesser | 100,0 mm +/- 0,1 mm | |
| Dicke | 650 μm +/- 25 μm | |
| Primäre flache Ausrichtung | A-Ebene(11-20) +/- 0,2° | |
| Primäre Flachlänge | 30,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Einseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (SSP) | Rückseite | Fein geschliffen, Ra = 0,8 μm bis 1,2 μm |
| Doppelseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (DSP) | Rückseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| TTV | < 20 μm | |
| BOGEN | < 20 μm | |
| KETTE | < 20 μm | |
| Reinigung / Verpackung | Reinigung im Reinraum der Klasse 100 und Vakuumverpackung, | |
| 25 Stück in einer Kassettenverpackung oder Einzelverpackung. | ||
| Artikel | 6-Zoll-C-Ebene(0001) 1300μm Saphirwafer | |
| Kristallmaterialien | 99,999 %, hochreines, monokristallines Al2O3 | |
| Grad | Prime, Epi-Ready | |
| Oberflächenorientierung | C-Ebene(0001) | |
| Neigungswinkel der C-Ebene zur M-Achse: 0,2 ± 0,1° | ||
| Durchmesser | 150,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Dicke | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Primäre flache Ausrichtung | A-Ebene(11-20) +/- 0,2° | |
| Primäre Flachlänge | 47,0 mm +/- 1,0 mm | |
| Einseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (SSP) | Rückseite | Fein geschliffen, Ra = 0,8 μm bis 1,2 μm |
| Doppelseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (DSP) | Rückseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| TTV | < 25 μm | |
| BOGEN | < 25 μm | |
| KETTE | < 25 μm | |
| Reinigung / Verpackung | Reinigung im Reinraum der Klasse 100 und Vakuumverpackung, | |
| 25 Stück in einer Kassettenverpackung oder Einzelverpackung. | ||
| Artikel | 8-Zoll-C-Ebene(0001) 1300μm Saphirwafer | |
| Kristallmaterialien | 99,999 %, hochreines, monokristallines Al2O3 | |
| Grad | Prime, Epi-Ready | |
| Oberflächenorientierung | C-Ebene(0001) | |
| Neigungswinkel der C-Ebene zur M-Achse: 0,2 ± 0,1° | ||
| Durchmesser | 200,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Dicke | 1300 μm +/- 25 μm | |
| Einseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (SSP) | Rückseite | Fein geschliffen, Ra = 0,8 μm bis 1,2 μm |
| Doppelseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (DSP) | Rückseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BOGEN | < 30 μm | |
| KETTE | < 30 μm | |
| Reinigung / Verpackung | Reinigung im Reinraum der Klasse 100 und Vakuumverpackung, | |
| Einzelverpackung. | ||
| Artikel | 12-Zoll-C-Ebene(0001) 1300μm Saphirwafer | |
| Kristallmaterialien | 99,999 %, hochreines, monokristallines Al2O3 | |
| Grad | Prime, Epi-Ready | |
| Oberflächenorientierung | C-Ebene(0001) | |
| Neigungswinkel der C-Ebene zur M-Achse: 0,2 ± 0,1° | ||
| Durchmesser | 300,0 mm +/- 0,2 mm | |
| Dicke | 3000 μm +/- 25 μm | |
| Einseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (SSP) | Rückseite | Fein geschliffen, Ra = 0,8 μm bis 1,2 μm |
| Doppelseitig poliert | Vorderseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| (DSP) | Rückseite | Epi-poliert, Ra < 0,2 nm (mittels AFM) |
| TTV | < 30 μm | |
| BOGEN | < 30 μm | |
| KETTE | < 30 μm | |
Saphirwafer-Herstellungsprozess
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Kristallwachstum
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Saphir-Boules (100–400 kg) werden mithilfe der Kyropoulos-Methode (KY) in speziellen Kristallzuchtöfen gezüchtet.
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Blockbohren und -formen
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Verwenden Sie ein Bohrrohr, um den Rohling zu zylindrischen Barren mit Durchmessern von 2–6 Zoll und Längen von 50–200 mm zu verarbeiten.
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Erstes Glühen
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Prüfen Sie die Barren auf Mängel und führen Sie die erste Hochtemperaturglühung durch, um innere Spannungen abzubauen.
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Kristallorientierung
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Ermitteln Sie mithilfe von Orientierungsinstrumenten die genaue Orientierung des Saphirbarrens (z. B. C-Ebene, A-Ebene, R-Ebene).
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Mehrdrahtsägen
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Schneiden Sie den Barren mit Hilfe einer Mehrdraht-Schneidemaschine in dünne Scheiben entsprechend der erforderlichen Dicke.
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Erste Inspektion & zweites Glühen
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Prüfen Sie die geschnittenen Wafer (Dicke, Ebenheit, Oberflächenfehler).
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Führen Sie gegebenenfalls einen weiteren Glühvorgang durch, um die Kristallqualität weiter zu verbessern.
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Anfasen, Schleifen & CMP-Polieren
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Um spiegelglatte Oberflächen zu erzielen, werden Anfasen, Oberflächenschleifen und chemisch-mechanisches Polieren (CMP) mit Spezialgeräten durchgeführt.
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Reinigung
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Die Wafer werden in einem Reinraum gründlich mit ultrareinem Wasser und Chemikalien gereinigt, um Partikel und Verunreinigungen zu entfernen.
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Optische und physikalische Inspektion
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Transmissionsmessungen durchführen und optische Daten aufzeichnen.
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Messen Sie Waferparameter wie TTV (Gesamtdickenvariation), Wölbung, Verformung, Orientierungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit.
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Beschichtung (optional)
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Beschichtungen (z. B. AR-Beschichtungen, Schutzschichten) gemäß Kundenspezifikation auftragen.
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Endkontrolle und Verpackung
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Führen Sie eine 100%ige Qualitätskontrolle im Reinraum durch.
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Die Waffeln werden unter Reinraumbedingungen der Klasse 100 in Kassetten verpackt und vor dem Versand vakuumversiegelt.
Anwendungen von Saphirwafern
Saphirwafer finden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Härte, hervorragenden optischen Transmission, exzellenten Wärmeleitfähigkeit und elektrischen Isolation in zahlreichen Branchen breite Anwendung. Ihre Einsatzgebiete umfassen nicht nur die traditionelle LED- und Optoelektronikindustrie, sondern weiten sich auch auf Halbleiter, Unterhaltungselektronik sowie die Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie aus.
1. Halbleiter und Optoelektronik
LED-Substrate
Saphirwafer sind die primären Substrate für das epitaktische Wachstum von Galliumnitrid (GaN), das in der blauen LED-, weißen LED- und Mini-/Mikro-LED-Technologie weit verbreitet ist.
Laserdioden (LDs)
Als Substrate für GaN-basierte Laserdioden unterstützen Saphirwafer die Entwicklung von Hochleistungslaserbauelementen mit langer Lebensdauer.
Fotodetektoren
In ultravioletten und infraroten Fotodetektoren werden Saphirscheiben häufig als transparente Fenster und isolierende Substrate verwendet.
2. Halbleiterbauelemente
RFICs (Hochfrequenz-integrierte Schaltungen)
Dank ihrer hervorragenden elektrischen Isolation sind Saphir-Wafer ideale Substrate für Hochfrequenz- und Hochleistungs-Mikrowellengeräte.
Silizium-auf-Saphir (SoS)-Technologie
Durch den Einsatz der SoS-Technologie lässt sich die parasitäre Kapazität deutlich reduzieren und somit die Schaltungsleistung verbessern. Diese Technologie findet breite Anwendung in der Hochfrequenzkommunikation und der Luft- und Raumfahrtelektronik.
3. Optische Anwendungen
Infrarot-Optikfenster
Aufgrund seiner hohen Lichtdurchlässigkeit im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 5000 nm findet Saphir breite Anwendung in Infrarotdetektoren und Infrarotleitsystemen.
Hochleistungslaserfenster
Aufgrund seiner Härte und Wärmebeständigkeit eignet sich Saphir hervorragend als Material für Schutzfenster und Linsen in Hochleistungslasersystemen.
4. Unterhaltungselektronik
Objektivdeckel für Kameras
Die hohe Härte von Saphir gewährleistet Kratzfestigkeit für Smartphone- und Kameralinsen.
Fingerabdrucksensoren
Saphirscheiben können als langlebige, transparente Abdeckungen dienen, die die Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Fingerabdruckerkennung verbessern.
Smartwatches und Premium-Displays
Saphirglasscheiben vereinen Kratzfestigkeit mit hoher optischer Klarheit und sind daher bei hochwertigen Elektronikprodukten sehr beliebt.
5. Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung
Raketen-Infrarotkuppeln
Saphirfenster bleiben auch unter hohen Temperaturen und hohen Geschwindigkeiten transparent und stabil.
Optische Systeme für die Luft- und Raumfahrt
Sie werden in hochfesten optischen Fenstern und Beobachtungsgeräten eingesetzt, die für extreme Umgebungen konzipiert sind.
Andere gängige Saphirprodukte
Optische Produkte
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Saphir-Optikfenster
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Wird in Lasern, Spektrometern, Infrarot-Bildgebungssystemen und Sensorfenstern verwendet.
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Übertragungsbereich:UV 150 nm bis mittleres IR 5,5 μm.
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Saphirlinsen
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Anwendung findet die Technologie in Hochleistungslasersystemen und der Luft- und Raumfahrtoptik.
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Kann als konvexe, konkave oder zylindrische Linse hergestellt werden.
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Saphirprismen
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Wird in optischen Messinstrumenten und Präzisionsbildgebungssystemen verwendet.
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Luft- und Raumfahrt & Verteidigung
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Saphirkuppeln
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Schutz der Infrarotsuchköpfe in Raketen, UAVs und Flugzeugen.
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Saphir-Schutzhüllen
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Widerstehen Sie dem Aufprall von Hochgeschwindigkeitsluftströmen und rauen Umgebungsbedingungen.
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Produktverpackung
Über XINKEHUI
Shanghai Xinkehui New Material Co., Ltd. ist eines dergrößter Lieferant von optischen und Halbleitern in ChinaXKH wurde 2002 gegründet und bietet akademischen Forschern Wafer und andere Halbleitermaterialien sowie Dienstleistungen an. Halbleitermaterialien bilden unser Kerngeschäft. Unser Team ist hochqualifiziert und engagiert sich seit seiner Gründung intensiv in der Forschung und Entwicklung fortschrittlicher elektronischer Materialien, insbesondere im Bereich verschiedener Wafer und Substrate.
Partner
Mit seiner herausragenden Halbleitermaterialtechnologie hat sich Shanghai Zhimingxin zu einem verlässlichen Partner weltweit führender Unternehmen und renommierter Forschungseinrichtungen entwickelt. Dank seines unermüdlichen Innovationsgeistes und seines Strebens nach Exzellenz pflegt Zhimingxin enge Kooperationen mit Branchenführern wie Schott Glass, Corning und Seoul Semiconductor. Diese Zusammenarbeit hat nicht nur das technische Niveau unserer Produkte verbessert, sondern auch die technologische Entwicklung in den Bereichen Leistungselektronik, optoelektronische Bauelemente und Halbleiterbauelemente vorangetrieben.
Neben der Zusammenarbeit mit namhaften Unternehmen pflegt Zhimingxin langjährige Forschungskooperationen mit führenden Universitäten weltweit, darunter die Harvard University, das University College London (UCL) und die University of Houston. Durch diese Kooperationen unterstützt Zhimingxin nicht nur wissenschaftliche Forschungsprojekte an Universitäten, sondern beteiligt sich auch an der Entwicklung neuer Materialien und technologischer Innovationen. So stellt das Unternehmen sicher, dass es in der Halbleiterindustrie stets eine Vorreiterrolle einnimmt.
Durch die enge Zusammenarbeit mit diesen weltbekannten Unternehmen und akademischen Einrichtungen treibt Shanghai Zhimingxin die technologische Innovation und Entwicklung weiter voran und bietet erstklassige Produkte und Lösungen, um den wachsenden Bedürfnissen des globalen Marktes gerecht zu werden.
