ویفرهای کوارتز ذوب‌شده با خلوص بالا برای نیمه‌هادی‌ها، کاربردهای نوری فوتونیک، ۲ اینچ ۴ اینچ ۶ اینچ ۸ اینچ ۱۲ اینچ
نمودار تفصیلی
نمای کلی شیشه کوارتز
ویفرهای کوارتز ستون فقرات دستگاه‌های مدرن بی‌شماری را تشکیل می‌دهند که دنیای دیجیتال امروز را هدایت می‌کنند. از ناوبری در تلفن هوشمند شما گرفته تا ستون فقرات ایستگاه‌های پایه 5G، کوارتز بی‌سروصدا پایداری، خلوص و دقت مورد نیاز در الکترونیک و فوتونیک با کارایی بالا را ارائه می‌دهد. چه از مدارهای انعطاف‌پذیر پشتیبانی کند، چه حسگرهای MEMS را فعال کند یا اساس محاسبات کوانتومی را تشکیل دهد، ویژگی‌های منحصر به فرد کوارتز آن را در صنایع مختلف ضروری می‌کند.
«سیلیس ذوب‌شده» یا «کوارتز ذوب‌شده» که فاز آمورف کوارتز (SiO2) است. در مقایسه با شیشه بوروسیلیکات، سیلیس ذوب‌شده هیچ افزودنی ندارد؛ از این رو به شکل خالص خود، SiO2، وجود دارد. سیلیس ذوب‌شده در مقایسه با شیشه معمولی، انتقال نور بیشتری در طیف مادون قرمز و فرابنفش دارد. سیلیس ذوب‌شده با ذوب و جامد کردن مجدد SiO2 فوق خالص تولید می‌شود. از سوی دیگر، سیلیس ذوب‌شده مصنوعی از پیش‌سازهای شیمیایی غنی از سیلیکون مانند SiCl4 ساخته می‌شود که به گاز تبدیل شده و سپس در اتمسفر H2 + O2 اکسید می‌شوند. گرد و غبار SiO2 تشکیل شده در این حالت با سیلیس روی یک زیرلایه ذوب می‌شود. بلوک‌های سیلیس ذوب‌شده به ویفرها برش داده می‌شوند و پس از آن ویفرها در نهایت صیقل داده می‌شوند.
ویژگی‌ها و مزایای کلیدی ویفر شیشه کوارتز
-
خلوص فوق العاده بالا (≥99.99% SiO2)
ایده‌آل برای فرآیندهای نیمه‌هادی و فوتونیک فوق تمیز که در آنها آلودگی مواد باید به حداقل برسد. -
محدوده عملیاتی حرارتی گسترده
یکپارچگی ساختاری را از دماهای برودتی تا بیش از 1100 درجه سانتیگراد بدون تاب برداشتن یا تخریب حفظ می‌کند. -
انتقال فوق‌العاده UV و IR
وضوح نوری عالی از فرابنفش عمیق (DUV) تا فروسرخ نزدیک (NIR) را ارائه می‌دهد و از کاربردهای نوری دقیق پشتیبانی می‌کند. -
ضریب انبساط حرارتی پایین
پایداری ابعادی را در برابر نوسانات دما افزایش می‌دهد، تنش را کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان فرآیند را بهبود می‌بخشد. -
مقاومت شیمیایی برتر
در برابر اکثر اسیدها، قلیاها و حلال‌ها بی‌اثر است - و آن را برای محیط‌های شیمیایی تهاجمی مناسب می‌کند. -
انعطاف‌پذیری پرداخت سطح
با پرداخت‌های بسیار صاف، یک طرفه یا دو طرفه صیقلی، سازگار با الزامات فوتونیک و MEMS موجود است.
فرآیند تولید ویفر شیشه کوارتز
ویفرهای کوارتز ذوب شده از طریق یک سری مراحل کنترل شده و دقیق تولید می‌شوند:
-
انتخاب مواد اولیه
انتخاب منابع کوارتز طبیعی با خلوص بالا یا SiO₂ مصنوعی. -
ذوب و همجوشی
کوارتز در دمای حدود ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد در کوره‌های الکتریکی تحت اتمسفر کنترل‌شده ذوب می‌شود تا ناخالصی‌ها و حباب‌ها از بین بروند. -
تشکیل بلوک
سیلیس مذاب به صورت بلوک‌های جامد یا شمش سرد می‌شود. -
برش ویفر
از اره‌های الماسی یا سیمی دقیق برای برش شمش‌ها به قطعات ویفر استفاده می‌شود. -
لپینگ و پولیش
هر دو سطح صاف و صیقل داده می‌شوند تا مشخصات نوری، ضخامت و زبری دقیقی داشته باشند. -
تمیز کردن و بازرسی
ویفرها در اتاق‌های تمیز ISO Class 100/1000 تمیز می‌شوند و تحت بازرسی دقیق برای نقص‌ها و انطباق ابعادی قرار می‌گیرند.
خواص ویفر شیشه کوارتز
| مشخصات | واحد | 4" | 6" | 8" | ۱۰ اینچ | ۱۲ اینچ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| قطر / اندازه (یا مربع) | mm | ۱۰۰ | ۱۵۰ | ۲۰۰ | ۲۵۰ | ۳۰۰ |
| تحمل (±) | mm | ۰.۲ | ۰.۲ | ۰.۲ | ۰.۲ | ۰.۲ |
| ضخامت | mm | ۰.۱۰ یا بیشتر | ۰.۳۰ یا بیشتر | ۰.۴۰ یا بیشتر | ۰.۵۰ یا بیشتر | ۰.۵۰ یا بیشتر |
| مرجع اولیه مسطح | mm | ۳۲.۵ | ۵۷.۵ | نیمه درجه یک | نیمه درجه یک | نیمه درجه یک |
| LTV (5 میلی‌متر × 5 میلی‌متر) | میکرومتر | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 | <0.5 |
| تی تی وی | میکرومتر | < 2 | < 3 | < 3 | < 5 | < 5 |
| کمان | میکرومتر | ±۲۰ | ±30 | ±۴۰ | ±۴۰ | ±۴۰ |
| وارپ | میکرومتر | ≤ 30 | ≤ ۴۰ | ≤ ۵۰ | ≤ ۵۰ | ≤ ۵۰ |
| PLTV (5 میلی‌متر × 5 میلی‌متر) < 0.4μm | % | ۹۵٪≥ | ۹۵٪≥ | ۹۵٪≥ | ۹۵٪≥ | ۹۵٪≥ |
| گرد کردن لبه | mm | مطابق با استاندارد SEMI M1.2 / به IEC62276 مراجعه کنید | ||||
| نوع سطح | یک طرف جلا داده شده / دو طرف جلا داده شده | |||||
| سمت صیقلی Ra | nm | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| معیارهای پشتی | میکرومتر | عمومی 0.2-0.7 یا سفارشی | ||||
کوارتز در مقابل سایر مواد شفاف
| ملک | شیشه کوارتز | شیشه بوروسیلیکات | یاقوت کبود | شیشه استاندارد |
|---|---|---|---|---|
| حداکثر دمای عملیاتی | حدود ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد | حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد | حدود ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد | حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد |
| انتقال اشعه ماوراء بنفش | عالی (JGS1) | ضعیف | خوب | خیلی ضعیف |
| مقاومت شیمیایی | عالی | متوسط | عالی | ضعیف |
| خلوص | بسیار بالا | کم تا متوسط | بالا | کم |
| انبساط حرارتی | خیلی پایین | متوسط | کم | بالا |
| هزینه | متوسط تا زیاد | کم | بالا | خیلی پایین |
سوالات متداول ویفر شیشه ای کوارتز
Q1: تفاوت بین کوارتز ذوب شده و سیلیس ذوب شده چیست؟
در حالی که هر دو شکل آمورف SiO₂ هستند، کوارتز ذوب شده معمولاً از منابع کوارتز طبیعی سرچشمه می‌گیرد، در حالی که سیلیس ذوب شده به صورت مصنوعی تولید می‌شود. از نظر عملکردی، آنها عملکرد مشابهی ارائه می‌دهند، اما سیلیس ذوب شده ممکن است خلوص و همگنی کمی بالاتری داشته باشد.
Q2: آیا می‌توان از ویفرهای کوارتز ذوب‌شده در محیط‌های با خلاء بالا استفاده کرد؟
بله. به دلیل خاصیت گاززدایی کم و مقاومت حرارتی بالا، ویفرهای کوارتز ذوب شده برای سیستم‌های خلاء و کاربردهای هوافضا عالی هستند.
س3: آیا این ویفرها برای کاربردهای لیزر فرابنفش عمیق مناسب هستند؟
کوارتز ذوب‌شده عبور نور بالایی تا حدود ۱۸۵ نانومتر دارد که آن را برای اپتیک DUV، ماسک‌های لیتوگرافی و سیستم‌های لیزر اگزایمر ایده‌آل می‌کند.
Q4: آیا از ساخت ویفر سفارشی پشتیبانی می‌کنید؟
بله. ما سفارشی‌سازی کامل شامل قطر، ضخامت، کیفیت سطح، تخت‌ها/شکاف‌ها و الگوی لیزری را بر اساس نیازهای خاص برنامه شما ارائه می‌دهیم.
درباره ما
شرکت XKH در زمینه توسعه، تولید و فروش شیشه‌های نوری ویژه و مواد کریستالی جدید با فناوری پیشرفته تخصص دارد. محصولات ما در حوزه الکترونیک نوری، لوازم الکترونیکی مصرفی و نظامی کاربرد دارند. ما قطعات نوری یاقوت کبود، پوشش لنز تلفن همراه، سرامیک، LT، سیلیکون کاربید SIC، کوارتز و ویفرهای کریستالی نیمه‌هادی ارائه می‌دهیم. با تخصص ماهرانه و تجهیزات پیشرفته، ما در پردازش محصولات غیر استاندارد سرآمد هستیم و قصد داریم به یک شرکت پیشرو در زمینه مواد نوری-الکترونیکی با فناوری پیشرفته تبدیل شویم.
