ویفر یاقوت کبود ۱۲ اینچی C-Plane SSP/DSP
نمودار تفصیلی
مقدمه یاقوت کبود
ویفر یاقوت کبود یک ماده زیرلایه تک کریستالی است که از اکسید آلومینیوم مصنوعی با خلوص بالا (Al₂O₃) ساخته شده است. کریستالهای بزرگ یاقوت کبود با استفاده از روشهای پیشرفتهای مانند Kyropoulos (KY) یا روش تبادل حرارتی (HEM) رشد داده میشوند و سپس از طریق برش، جهتدهی، سنگزنی و صیقل دقیق پردازش میشوند. به دلیل خواص فیزیکی، نوری و شیمیایی استثنایی، ویفر یاقوت کبود نقش غیرقابل جایگزینی در زمینههای نیمههادیها، اپتوالکترونیک و لوازم الکترونیکی مصرفی رده بالا ایفا میکند.
روشهای اصلی سنتز یاقوت کبود
| روش | اصل | مزایا | کاربردهای اصلی |
|---|---|---|---|
| روش ورنویل(همجوشی شعله) | پودر Al₂O₃ با خلوص بالا در شعله اکسی هیدروژن ذوب میشود، قطرات لایه به لایه روی یک دانه جامد میشوند. | هزینه کم، راندمان بالا، فرآیند نسبتاً ساده | یاقوت کبود با کیفیت گوهرین، مواد نوری اولیه |
| روش چکرالسکی (CZ) | Al₂O₃ در یک بوته ذوب میشود و یک کریستال بذر به آرامی به سمت بالا کشیده میشود تا کریستال رشد کند. | کریستالهای نسبتاً بزرگی با یکپارچگی خوب تولید میکند | کریستالهای لیزری، پنجرههای نوری |
| روش کیروپولوس (KY) | خنکسازی آهسته و کنترلشده به کریستال اجازه میدهد تا به تدریج درون بوته رشد کند. | قادر به رشد کریستالهای بزرگ و کمفشار (دهها کیلوگرم یا بیشتر) | زیرلایههای LED، صفحه نمایش گوشیهای هوشمند، قطعات نوری |
| روش HEM(تبادل حرارتی) | خنکسازی از بالای بوته شروع میشود، کریستالها از دانه به سمت پایین رشد میکنند | کریستالهای بسیار بزرگ (تا صدها کیلوگرم) با کیفیت یکنواخت تولید میکند | پنجرههای نوری بزرگ، هوافضا، اپتیک نظامی |
جهت گیری کریستال
| جهت / صفحه | شاخص میلر | ویژگیها | کاربردهای اصلی |
|---|---|---|---|
| هواپیمای C | (0001) | عمود بر محور c، سطح قطبی، اتمها به طور یکنواخت چیده شدهاند | LED، دیودهای لیزری، زیرلایههای اپیتاکسیال GaN (که بیشترین کاربرد را دارند) |
| هواپیمای A | (۱۱-۲۰) | موازی با محور c، سطح غیرقطبی، از اثرات قطبش جلوگیری میکند | اپیتاکسی GaN غیرقطبی، دستگاههای اپتوالکترونیکی |
| صفحه M | (10-10) | موازی با محور c، غیرقطبی، تقارن بالا | اپیتاکسی GaN با کارایی بالا، دستگاههای اپتوالکترونیکی |
| صفحه R | (۱-۱۰۲) | متمایل به محور c، خواص نوری عالی | پنجرههای نوری، آشکارسازهای مادون قرمز، اجزای لیزر |
مشخصات ویفر یاقوت کبود (قابل تنظیم)
| مورد | ویفرهای یاقوت کبود 430 میکرومتری با صفحه C یک اینچی (0001) | |
| مواد کریستالی | ۹۹.۹۹۹٪، خلوص بالا، تک بلور Al2O3 | |
| درجه | پرایم، اپی-ردی | |
| جهت گیری سطح | هواپیمای C (0001) | |
| زاویه انحراف صفحه C به سمت محور M، 0.2 ± 0.1° | ||
| قطر | ۲۵.۴ میلیمتر +/- ۰.۱ میلیمتر | |
| ضخامت | ۴۳۰ میکرومتر +/- ۲۵ میکرومتر | |
| یک طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (اس اس پی) | سطح پشتی | زمین ریز، Ra = 0.8 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر |
| دو طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (دی اس پی) | سطح پشتی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| تی تی وی | <5 میکرومتر | |
| بو | <5 میکرومتر | |
| وارپ | <5 میکرومتر | |
| تمیز کردن / بسته بندی | تمیز کردن اتاق تمیز کلاس ۱۰۰ و بستهبندی وکیوم، | |
| ۲۵ عدد در بستهبندی یک کاست یا بستهبندی تکی. | ||
| مورد | ویفرهای یاقوت کبود 430 میکرومتری 2 اینچی C-plane(0001) | |
| مواد کریستالی | ۹۹.۹۹۹٪، خلوص بالا، تک بلور Al2O3 | |
| درجه | پرایم، اپی-ردی | |
| جهت گیری سطح | هواپیمای C (0001) | |
| زاویه انحراف صفحه C به سمت محور M، 0.2 ± 0.1° | ||
| قطر | ۵۰.۸ میلیمتر +/- ۰.۱ میلیمتر | |
| ضخامت | ۴۳۰ میکرومتر +/- ۲۵ میکرومتر | |
| جهت گیری اولیه مسطح | صفحه A (11-20) +/- 0.2 درجه | |
| طول تخت اولیه | ۱۶.۰ میلیمتر +/- ۱.۰ میلیمتر | |
| یک طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (اس اس پی) | سطح پشتی | زمین ریز، Ra = 0.8 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر |
| دو طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (دی اس پی) | سطح پشتی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| تی تی وی | <10 میکرومتر | |
| بو | <10 میکرومتر | |
| وارپ | <10 میکرومتر | |
| تمیز کردن / بسته بندی | تمیز کردن اتاق تمیز کلاس ۱۰۰ و بستهبندی وکیوم، | |
| ۲۵ عدد در بستهبندی یک کاست یا بستهبندی تکی. | ||
| مورد | ویفرهای یاقوت کبود 500 میکرومتری 3 اینچی C-plane(0001) | |
| مواد کریستالی | ۹۹.۹۹۹٪، خلوص بالا، تک بلور Al2O3 | |
| درجه | پرایم، اپی-ردی | |
| جهت گیری سطح | هواپیمای C (0001) | |
| زاویه انحراف صفحه C به سمت محور M، 0.2 ± 0.1° | ||
| قطر | ۷۶.۲ میلیمتر +/- ۰.۱ میلیمتر | |
| ضخامت | ۵۰۰ میکرومتر +/- ۲۵ میکرومتر | |
| جهت گیری اولیه مسطح | صفحه A (11-20) +/- 0.2 درجه | |
| طول تخت اولیه | ۲۲.۰ میلیمتر +/- ۱.۰ میلیمتر | |
| یک طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (اس اس پی) | سطح پشتی | زمین ریز، Ra = 0.8 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر |
| دو طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (دی اس پی) | سطح پشتی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| تی تی وی | <15 میکرومتر | |
| بو | <15 میکرومتر | |
| وارپ | <15 میکرومتر | |
| تمیز کردن / بسته بندی | تمیز کردن اتاق تمیز کلاس ۱۰۰ و بستهبندی وکیوم، | |
| ۲۵ عدد در بستهبندی یک کاست یا بستهبندی تکی. | ||
| مورد | ویفرهای یاقوت کبود 650 میکرومتری 4 اینچی C-plane(0001) | |
| مواد کریستالی | ۹۹.۹۹۹٪، خلوص بالا، تک بلور Al2O3 | |
| درجه | پرایم، اپی-ردی | |
| جهت گیری سطح | هواپیمای C (0001) | |
| زاویه انحراف صفحه C به سمت محور M، 0.2 ± 0.1° | ||
| قطر | ۱۰۰.۰ میلیمتر +/- ۰.۱ میلیمتر | |
| ضخامت | ۶۵۰ میکرومتر +/- ۲۵ میکرومتر | |
| جهت گیری اولیه مسطح | صفحه A (11-20) +/- 0.2 درجه | |
| طول تخت اولیه | ۳۰.۰ میلیمتر +/- ۱.۰ میلیمتر | |
| یک طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (اس اس پی) | سطح پشتی | زمین ریز، Ra = 0.8 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر |
| دو طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (دی اس پی) | سطح پشتی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| تی تی وی | <20 میکرومتر | |
| بو | <20 میکرومتر | |
| وارپ | <20 میکرومتر | |
| تمیز کردن / بسته بندی | تمیز کردن اتاق تمیز کلاس ۱۰۰ و بستهبندی وکیوم، | |
| ۲۵ عدد در بستهبندی یک کاست یا بستهبندی تکی. | ||
| مورد | ویفرهای یاقوت کبود 1300 میکرومتری 6 اینچی C-plane(0001) | |
| مواد کریستالی | ۹۹.۹۹۹٪، خلوص بالا، تک بلور Al2O3 | |
| درجه | پرایم، اپی-ردی | |
| جهت گیری سطح | هواپیمای C (0001) | |
| زاویه انحراف صفحه C به سمت محور M، 0.2 ± 0.1° | ||
| قطر | ۱۵۰.۰ میلیمتر +/- ۰.۲ میلیمتر | |
| ضخامت | ۱۳۰۰ میکرومتر +/- ۲۵ میکرومتر | |
| جهت گیری اولیه مسطح | صفحه A (11-20) +/- 0.2 درجه | |
| طول تخت اولیه | ۴۷.۰ میلیمتر +/- ۱.۰ میلیمتر | |
| یک طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (اس اس پی) | سطح پشتی | زمین ریز، Ra = 0.8 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر |
| دو طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (دی اس پی) | سطح پشتی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| تی تی وی | <25 میکرومتر | |
| بو | <25 میکرومتر | |
| وارپ | <25 میکرومتر | |
| تمیز کردن / بسته بندی | تمیز کردن اتاق تمیز کلاس ۱۰۰ و بستهبندی وکیوم، | |
| ۲۵ عدد در بستهبندی یک کاست یا بستهبندی تکی. | ||
| مورد | ویفرهای یاقوت کبود 1300 میکرومتری 8 اینچی C-plane(0001) | |
| مواد کریستالی | ۹۹.۹۹۹٪، خلوص بالا، تک بلور Al2O3 | |
| درجه | پرایم، اپی-ردی | |
| جهت گیری سطح | هواپیمای C (0001) | |
| زاویه انحراف صفحه C به سمت محور M، 0.2 ± 0.1° | ||
| قطر | ۲۰۰.۰ میلیمتر +/- ۰.۲ میلیمتر | |
| ضخامت | ۱۳۰۰ میکرومتر +/- ۲۵ میکرومتر | |
| یک طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (اس اس پی) | سطح پشتی | زمین ریز، Ra = 0.8 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر |
| دو طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (دی اس پی) | سطح پشتی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| تی تی وی | کمتر از 30 میکرومتر | |
| بو | کمتر از 30 میکرومتر | |
| وارپ | کمتر از 30 میکرومتر | |
| تمیز کردن / بسته بندی | تمیز کردن اتاق تمیز کلاس ۱۰۰ و بستهبندی وکیوم، | |
| بسته بندی تکی. | ||
| مورد | ویفرهای یاقوت کبود 1300 میکرومتری 12 اینچی C-plane(0001) | |
| مواد کریستالی | ۹۹.۹۹۹٪، خلوص بالا، تک بلور Al2O3 | |
| درجه | پرایم، اپی-ردی | |
| جهت گیری سطح | هواپیمای C (0001) | |
| زاویه انحراف صفحه C به سمت محور M، 0.2 ± 0.1° | ||
| قطر | ۳۰۰.۰ میلیمتر +/- ۰.۲ میلیمتر | |
| ضخامت | ۳۰۰۰ میکرومتر +/- ۲۵ میکرومتر | |
| یک طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (اس اس پی) | سطح پشتی | زمین ریز، Ra = 0.8 میکرومتر تا 1.2 میکرومتر |
| دو طرف جلا داده شده | سطح جلویی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| (دی اس پی) | سطح پشتی | صیقل داده شده با اپیپولیش، Ra < 0.2 nm (توسط AFM) |
| تی تی وی | کمتر از 30 میکرومتر | |
| بو | کمتر از 30 میکرومتر | |
| وارپ | کمتر از 30 میکرومتر | |
فرآیند تولید ویفر یاقوت کبود
-
رشد کریستال
-
با استفاده از روش کیروپولوس (KY) در کورههای رشد کریستال اختصاصی، شمشهای یاقوت کبود (100 تا 400 کیلوگرم) را پرورش دهید.
-
-
سوراخکاری و شکلدهی شمش
-
با استفاده از یک مته، گلوله را به شمشهای استوانهای با قطر ۲ تا ۶ اینچ و طول ۵۰ تا ۲۰۰ میلیمتر تبدیل کنید.
-
-
آنیل اول
-
شمشها را از نظر نقص بررسی کنید و اولین عملیات حرارتی با دمای بالا را برای رفع تنش داخلی انجام دهید.
-
-
جهت گیری کریستال
-
جهت گیری دقیق شمش یاقوت کبود (مثلاً صفحه C، صفحه A، صفحه R) را با استفاده از ابزارهای جهت یابی تعیین کنید.
-
-
برش با اره چند سیمه
-
شمش را با استفاده از تجهیزات برش چند سیمه به ویفرهای نازک بر اساس ضخامت مورد نیاز برش دهید.
-
-
بازرسی اولیه و آنیل دوم
-
ویفرهای برش خورده را از نظر ضخامت، صافی، عیوب سطحی بررسی کنید.
-
در صورت لزوم، برای بهبود بیشتر کیفیت کریستال، عملیات آنیل را دوباره انجام دهید.
-
-
پخ زنی، سنگ زنی و پرداخت CMP
-
برای دستیابی به سطوح آینهای، پخزنی، سنگزنی سطح و پرداخت مکانیکی شیمیایی (CMP) را با تجهیزات تخصصی انجام دهید.
-
-
تمیز کردن
-
ویفرها را با استفاده از آب فوق خالص و مواد شیمیایی در محیط اتاق تمیز کاملاً تمیز کنید تا ذرات و آلودگیها از بین بروند.
-
-
بازرسی نوری و فیزیکی
-
انجام تشخیص عبور و ثبت دادههای نوری.
-
پارامترهای ویفر از جمله TTV (تغییرات ضخامت کل)، کمان، تاب، دقت جهتگیری و زبری سطح را اندازهگیری کنید.
-
-
پوشش (اختیاری)
-
اعمال پوششها (مثلاً پوششهای AR، لایههای محافظ) طبق مشخصات مشتری.
-
بازرسی نهایی و بسته بندی
-
بازرسی کیفیت ۱۰۰٪ را در یک اتاق تمیز انجام دهید.
-
ویفرها را در جعبههای کاست تحت شرایط تمیزی کلاس ۱۰۰ بستهبندی کنید و قبل از ارسال، آنها را با وکیوم آببندی کنید.
کاربردهای ویفر یاقوت کبود
ویفرهای یاقوت کبود، با سختی استثنایی، عبوردهی نوری برجسته، عملکرد حرارتی عالی و عایق الکتریکی، به طور گسترده در صنایع مختلف کاربرد دارند. کاربردهای آنها نه تنها صنایع LED سنتی و اپتوالکترونیک را پوشش میدهد، بلکه در نیمههادیها، لوازم الکترونیکی مصرفی و زمینههای پیشرفته هوافضا و دفاع نیز در حال گسترش است.
۱. نیمههادیها و اپتوالکترونیک
زیرلایههای LED
ویفرهای یاقوت کبود، زیرلایههای اصلی برای رشد اپیتاکسیال نیترید گالیم (GaN) هستند که به طور گسترده در LEDهای آبی، LEDهای سفید و فناوریهای Mini/Micro LED مورد استفاده قرار میگیرند.
دیودهای لیزری (LD)
ویفرهای یاقوت کبود به عنوان زیرلایه برای دیودهای لیزری مبتنی بر GaN، از توسعه دستگاههای لیزری با توان بالا و طول عمر بالا پشتیبانی میکنند.
آشکارسازهای نوری
در آشکارسازهای نوری فرابنفش و فروسرخ، ویفرهای یاقوت کبود اغلب به عنوان پنجرههای شفاف و زیرلایههای عایق استفاده میشوند.
۲. قطعات نیمههادی
مدارهای مجتمع فرکانس رادیویی (RFIC)
به لطف عایق الکتریکی عالی، ویفرهای یاقوت کبود، زیرلایههای ایدهآلی برای دستگاههای مایکروویو با فرکانس بالا و توان بالا هستند.
فناوری سیلیکون روی یاقوت کبود (SoS)
با استفاده از فناوری SoS، میتوان ظرفیت خازنی پارازیتی را تا حد زیادی کاهش داد و عملکرد مدار را بهبود بخشید. این فناوری به طور گسترده در ارتباطات RF و الکترونیک هوافضا مورد استفاده قرار میگیرد.
۳. کاربردهای نوری
پنجرههای نوری مادون قرمز
با عبوردهی بالا در محدوده طول موج ۲۰۰ نانومتر تا ۵۰۰۰ نانومتر، یاقوت کبود به طور گسترده در آشکارسازهای مادون قرمز و سیستمهای هدایت مادون قرمز استفاده میشود.
پنجرههای لیزری پرقدرت
سختی و مقاومت حرارتی یاقوت کبود، آن را به مادهای عالی برای پنجرهها و لنزهای محافظ در سیستمهای لیزر پرقدرت تبدیل کرده است.
۴. لوازم الکترونیکی مصرفی
پوشش لنز دوربین
سختی بالای یاقوت کبود، مقاومت در برابر خراش را برای گوشیهای هوشمند و لنزهای دوربین تضمین میکند.
حسگرهای اثر انگشت
ویفرهای یاقوت کبود میتوانند به عنوان پوششهای بادوام و شفاف عمل کنند که دقت و قابلیت اطمینان در تشخیص اثر انگشت را بهبود میبخشند.
ساعتهای هوشمند و نمایشگرهای پریمیوم
صفحه نمایشهای یاقوت کبود، مقاومت در برابر خراش را با وضوح نوری بالا ترکیب میکنند و همین امر آنها را در محصولات الکترونیکی رده بالا محبوب کرده است.
۵. هوافضا و دفاع
گنبدهای مادون قرمز موشکی
پنجرههای یاقوت کبود در شرایط دمای بالا و سرعت بالا شفاف و پایدار میمانند.
سیستمهای نوری هوافضا
آنها در پنجرههای نوری با استحکام بالا و تجهیزات رصد طراحی شده برای محیطهای بسیار سخت استفاده میشوند.
سایر محصولات یاقوت کبود رایج
محصولات نوری
-
ویندوز نوری یاقوت کبود
-
در لیزرها، طیفسنجها، سیستمهای تصویربرداری مادون قرمز و پنجرههای حسگر استفاده میشود.
-
محدوده انتقال:UV 150 نانومتر تا mid-IR 5.5 میکرومتر.
-
-
لنزهای یاقوت کبود
-
در سیستمهای لیزر پرتوان و اپتیک هوافضا کاربرد دارد.
-
میتواند به صورت عدسیهای محدب، مقعر یا استوانهای ساخته شود.
-
-
منشورهای یاقوت کبود
-
در ابزارهای اندازهگیری نوری و سیستمهای تصویربرداری دقیق استفاده میشود.
-
بسته بندی محصول
درباره XINKEHUI
شرکت مواد جدید شانگهای شینکههویی، یکی ازبزرگترین تامین کننده قطعات نوری و نیمه هادی در چینشرکت XKH در سال ۲۰۰۲ تأسیس شد. این شرکت با هدف ارائه خدمات و مواد علمی مرتبط با نیمههادیها به محققان دانشگاهی تأسیس شد. مواد نیمههادی، هسته اصلی کسب و کار ما را تشکیل میدهند و تیم ما بر اساس دانش فنی بنا شده است. XKH از زمان تأسیس، عمیقاً درگیر تحقیق و توسعه مواد الکترونیکی پیشرفته، به ویژه در زمینه ویفر/زیرلایههای مختلف بوده است.
شرکا
شرکت شانگهای ژیمینگکسین با فناوری عالی مواد نیمههادی خود، به شریکی قابل اعتماد برای شرکتهای برتر جهان و مؤسسات دانشگاهی شناختهشده تبدیل شده است. ژیمینگکسین با پشتکار خود در نوآوری و تعالی، روابط همکاری عمیقی با رهبران صنعت مانند شات گلس، کورنینگ و سئول سمیکانداکتور برقرار کرده است. این همکاریها نه تنها سطح فنی محصولات ما را بهبود بخشیده، بلکه توسعه فناوری در زمینههای الکترونیک قدرت، دستگاههای اپتوالکترونیکی و دستگاههای نیمههادی را نیز ارتقا داده است.
ژیمینگکسین علاوه بر همکاری با شرکتهای شناختهشده، روابط همکاری تحقیقاتی بلندمدتی نیز با دانشگاههای برتر جهان مانند دانشگاه هاروارد، کالج دانشگاهی لندن (UCL) و دانشگاه هوستون برقرار کرده است. از طریق این همکاریها، ژیمینگکسین نه تنها پشتیبانی فنی برای پروژههای تحقیقاتی علمی در دانشگاه ارائه میدهد، بلکه در توسعه مواد جدید و نوآوریهای فناوری نیز مشارکت میکند و تضمین میکند که ما همیشه در خط مقدم صنعت نیمههادیها هستیم.
شانگهای ژیمینگشین از طریق همکاری نزدیک با این شرکتهای مشهور جهانی و مؤسسات دانشگاهی، به ترویج نوآوری و توسعه فناوری ادامه میدهد و محصولات و راهحلهای در سطح جهانی را برای رفع نیازهای رو به رشد بازار جهانی ارائه میدهد.




