ویفر کوارتز SiO₂ ویفرهای کوارتز SiO₂ MEMS Temperature 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″

شرح مختصر:

ویفرهای کوارتز نقش اساسی در پیشرفت صنایع الکترونیک، نیمه‌هادی‌ها و اپتیک دارند. ویفرهای کوارتز که در گوشی‌های هوشمند برای هدایت GPS، ایستگاه‌های پایه فرکانس بالا که شبکه‌های 5G را تغذیه می‌کنند و ابزارهای تولید میکروچیپ‌های نسل بعدی یافت می‌شوند، ضروری هستند. این زیرلایه‌های با خلوص بالا، نوآوری‌ها را در همه چیز، از محاسبات کوانتومی گرفته تا فوتونیک پیشرفته، امکان‌پذیر می‌کنند. ویفرهای کوارتز با وجود اینکه از یکی از فراوان‌ترین مواد معدنی زمین مشتق شده‌اند، با استانداردهای فوق‌العاده‌ای از دقت و عملکرد مهندسی شده‌اند.

برای ما ایمیل ارسال کنید

ویژگی‌ها

نمودار تفصیلی

ویفر_کوارتز_ذوب‌شده_۴_اینچی_ویفر_سیلیکا_ذوب‌شده_

ویفرهای شیشه‌ای سیلیس ذوب‌شده و کوارتز نوری-۲

مقدمه

ویفرهای شیشه‌ای سیلیس ذوب‌شده و کوارتز نوری

ویفرهای کوارتز چیست؟

ویفرهای کوارتز، دیسک‌های نازک و دایره‌ای شکلی هستند که از کریستال کوارتز مصنوعی فوق خالص ساخته شده‌اند. ویفرهای کوارتز که در قطرهای استاندارد از ۲ تا ۱۲ اینچ موجود هستند، معمولاً ضخامتی از ۰.۵ میلی‌متر تا ۶ میلی‌متر دارند. برخلاف کوارتز طبیعی که بلورهای منشوری نامنظم تشکیل می‌دهد، کوارتز مصنوعی تحت شرایط آزمایشگاهی کاملاً کنترل‌شده رشد می‌کند و ساختارهای بلوری یکنواختی تولید می‌کند.

بلورینگی ذاتی ویفرهای کوارتز، مقاومت شیمیایی بی‌نظیر، شفافیت نوری و پایداری در دمای بالا و فشار مکانیکی را فراهم می‌کند. این ویژگی‌ها، ویفرهای کوارتز را به یک جزء اساسی برای دستگاه‌های دقیق مورد استفاده در انتقال داده، حسگری، محاسبات و فناوری‌های مبتنی بر لیزر تبدیل می‌کند.

مشخصات ویفر کوارتز

نوع کوارتز	4	6	8	12
اندازه
قطر (اینچ)	4	6	8	12
ضخامت (میلی‌متر)	۰.۰۵–۲	۰.۲۵–۵	۰.۳–۵	۰.۴–۵
تلرانس قطر (اینچ)	±۰.۱	±۰.۱	±۰.۱	±۰.۱
تحمل ضخامت (میلی متر)	قابل تنظیم	قابل تنظیم	قابل تنظیم	قابل تنظیم
خواص نوری
ضریب شکست در ۳۶۵ نانومتر	۱.۴۷۴۶۹۸	۱.۴۷۴۶۹۸	۱.۴۷۴۶۹۸	۱.۴۷۴۶۹۸
ضریب شکست در ۵۴۶.۱ نانومتر	۱.۴۶۰۲۴۳	۱.۴۶۰۲۴۳	۱.۴۶۰۲۴۳	۱.۴۶۰۲۴۳
ضریب شکست در 1014 نانومتر	۱.۴۵۰۴۲۳	۱.۴۵۰۴۲۳	۱.۴۵۰۴۲۳	۱.۴۵۰۴۲۳
عبور داخلی (۱۲۵۰–۱۶۵۰ نانومتر)	>99.9%	>99.9%	>99.9%	>99.9%
کل عبور (۱۲۵۰–۱۶۵۰ نانومتر)	>۹۲٪	>۹۲٪	>۹۲٪	>۹۲٪
کیفیت ماشینکاری
TTV (تغییرات ضخامت کل، میکرومتر)	<3	<3	<3	<3
صافی (میکرومتر)	≤15	≤15	≤15	≤15
زبری سطح (نانومتر)	≤1	≤1	≤1	≤1
کمان (میکرومتر)	<5	<5	<5	<5
خواص فیزیکی
چگالی (گرم بر سانتی‌متر مکعب)	۲.۲۰	۲.۲۰	۲.۲۰	۲.۲۰
مدول یانگ (گیگاپاسکال)	۷۴.۲۰	۷۴.۲۰	۷۴.۲۰	۷۴.۲۰
سختی موس	۶–۷	۶–۷	۶–۷	۶–۷
مدول برشی (گیگاپاسکال)	۳۱.۲۲	۳۱.۲۲	۳۱.۲۲	۳۱.۲۲
نسبت پواسون	۰.۱۷	۰.۱۷	۰.۱۷	۰.۱۷
مقاومت فشاری (گیگاپاسکال)	۱.۱۳	۱.۱۳	۱.۱۳	۱.۱۳
استحکام کششی (مگاپاسکال)	49	49	49	49
ثابت دی الکتریک (1 مگاهرتز)	۳.۷۵	۳.۷۵	۳.۷۵	۳.۷۵
خواص حرارتی
نقطه کرنش (۱۰¹⁴.⁵ پاسکال ثانیه)	۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد	۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد	۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد	۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد
نقطه آنیل (۱۰¹³ پاسکال ثانیه)	۱۱۶۰ درجه سانتی‌گراد	۱۱۶۰ درجه سانتی‌گراد	۱۱۶۰ درجه سانتی‌گراد	۱۱۶۰ درجه سانتی‌گراد
نقطه نرمی (10⁷.⁶ پاسکال ثانیه)	۱۶۲۰ درجه سانتی‌گراد	۱۶۲۰ درجه سانتی‌گراد	۱۶۲۰ درجه سانتی‌گراد	۱۶۲۰ درجه سانتی‌گراد

کاربردهای ویفرهای کوارتز

ویفرهای کوارتز به صورت سفارشی مهندسی می‌شوند تا کاربردهای مورد نیاز در صنایع مختلف از جمله موارد زیر را برآورده کنند:

الکترونیک و دستگاه‌های RF

ویفرهای کوارتز، تشدیدکننده‌ها و نوسان‌سازهای هسته کریستال کوارتز هستند که سیگنال‌های ساعت را برای تلفن‌های هوشمند، واحدهای GPS، رایانه‌ها و دستگاه‌های ارتباط بی‌سیم فراهم می‌کنند.
انبساط حرارتی کم و ضریب Q بالای آنها، ویفرهای کوارتز را برای مدارهای زمان‌بندی با پایداری بالا و فیلترهای RF ایده‌آل می‌کند.

الکترونیک نوری و تصویربرداری

ویفرهای کوارتز عبوردهی بسیار خوبی از اشعه‌های فرابنفش و فروسرخ دارند که آنها را برای لنزهای اپتیکی، تقسیم‌کننده‌های پرتو، پنجره‌های لیزری و آشکارسازها ایده‌آل می‌کند.
مقاومت آنها در برابر تابش، استفاده از آنها را در فیزیک انرژی بالا و ابزارهای فضایی امکان‌پذیر می‌کند.

نیمه‌هادی‌ها و MEMS

ویفرهای کوارتز به عنوان زیرلایه برای مدارهای نیمه‌هادی فرکانس بالا، به ویژه در کاربردهای GaN و RF، عمل می‌کنند.
در سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS)، ویفرهای کوارتز از طریق اثر پیزوالکتریک سیگنال‌های مکانیکی را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند و حسگرهایی مانند ژیروسکوپ و شتاب‌سنج را فعال می‌کنند.

تولید و آزمایشگاه‌های پیشرفته

ویفرهای کوارتز با خلوص بالا به طور گسترده در آزمایشگاه‌های شیمیایی، زیست‌پزشکی و فوتونیک برای سلول‌های نوری، کووت‌های فرابنفش و کار با نمونه‌های دما بالا استفاده می‌شوند.
سازگاری آنها با محیط‌های سخت، آنها را برای محفظه‌های پلاسما و ابزارهای رسوب‌گذاری مناسب می‌کند.

نحوه ساخت ویفرهای کوارتز

دو روش اصلی برای تولید ویفرهای کوارتز وجود دارد:

ویفرهای کوارتز ذوب شده

ویفرهای کوارتز ذوب‌شده با ذوب کردن دانه‌های کوارتز طبیعی و تبدیل آنها به شیشه آمورف، سپس برش و صیقل دادن بلوک جامد به ویفرهای نازک ساخته می‌شوند. این ویفرهای کوارتز موارد زیر را ارائه می‌دهند:

شفافیت فوق‌العاده در برابر اشعه ماوراء بنفش
محدوده عملیاتی حرارتی گسترده (>1100 درجه سانتیگراد)
مقاومت عالی در برابر شوک حرارتی

آنها برای تجهیزات لیتوگرافی، کوره‌های دمای بالا و پنجره‌های نوری ایده‌آل هستند اما به دلیل عدم نظم کریستالی برای کاربردهای پیزوالکتریک مناسب نیستند.

ویفرهای کوارتز کشت شده

ویفرهای کوارتز کشت‌شده به صورت مصنوعی رشد داده می‌شوند تا کریستال‌های بدون نقص با جهت‌گیری دقیق شبکه تولید شوند. این ویفرها برای کاربردهایی که نیاز به موارد زیر دارند، مهندسی شده‌اند:

زوایای برش دقیق (برش X، Y، Z، AT و غیره)
نوسان‌سازهای فرکانس بالا و فیلترهای SAW
قطبشگرهای نوری و دستگاه‌های پیشرفته MEMS

فرآیند تولید شامل رشد بذر در اتوکلاوها و به دنبال آن برش، جهت‌دهی، آنیل و صیقل دادن است.

تامین کنندگان پیشرو ویفر کوارتز

تامین‌کنندگان جهانی متخصص در ویفرهای کوارتز با دقت بالا عبارتند از:

هرئوس(آلمان) – کوارتز ذوب شده و مصنوعی
کوارتز شین-اتسو(ژاپن) – محلول‌های ویفر با خلوص بالا
ویفرپرو(ایالات متحده آمریکا) - ویفرها و زیرلایه‌های کوارتز با قطر زیاد
کورت کریستال(آلمان) - ویفرهای کریستالی مصنوعی

نقش در حال تکامل ویفرهای کوارتز

ویفرهای کوارتز به عنوان اجزای ضروری در چشم‌اندازهای فناوری نوظهور همچنان در حال تکامل هستند:

کوچک‌سازیویفرهای کوارتز با تلرانس‌های دقیق‌تری برای ادغام دستگاه‌های فشرده ساخته می‌شوند.
الکترونیک فرکانس بالاتر– طرح‌های جدید ویفر کوارتز در حال ورود به حوزه‌های mmWave و THz برای 6G و رادار هستند.
حسگر نسل بعدیاز وسایل نقلیه خودران گرفته تا اینترنت اشیا صنعتی، حسگرهای مبتنی بر کوارتز حیاتی‌تر می‌شوند.

سوالات متداول در مورد ویفرهای کوارتز

۱. ویفر کوارتز چیست؟

ویفر کوارتز یک دیسک نازک و مسطح ساخته شده از دی اکسید سیلیکون کریستالی (SiO₂) است که معمولاً در اندازه‌های استاندارد نیمه‌هادی (مثلاً 2"، 3"، 4"، 6"، 8" یا 12" تولید می‌شود. ویفر کوارتز که به دلیل خلوص بالا، پایداری حرارتی و شفافیت نوری شناخته شده است، به عنوان زیرلایه یا حامل در کاربردهای مختلف با دقت بالا مانند ساخت نیمه‌هادی، دستگاه‌های MEMS، سیستم‌های نوری و فرآیندهای خلاء استفاده می‌شود.

۲. تفاوت بین کوارتز و سیلیکاژل چیست؟

کوارتز یک شکل جامد کریستالی از دی اکسید سیلیکون (SiO₂) است، در حالی که سیلیکاژل یک شکل آمورف و متخلخل از SiO₂ است که معمولاً به عنوان یک ماده خشک کننده برای جذب رطوبت استفاده می‌شود.

کوارتز سخت و شفاف است و در کاربردهای الکترونیکی، نوری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ژل سیلیکا به صورت دانه‌های کوچک یا گرانول ظاهر می‌شود و در درجه اول برای کنترل رطوبت در بسته‌بندی، الکترونیک و ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.

۳. بلورهای کوارتز برای چه مواردی استفاده می‌شوند؟

کریستال‌های کوارتز به دلیل خواص پیزوالکتریک (تولید بار الکتریکی تحت فشار مکانیکی) به طور گسترده در الکترونیک و اپتیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربردهای رایج عبارتند از:

نوسان‌سازها و کنترل فرکانس(مثلاً ساعت‌های کوارتز، ساعت‌های دیواری، میکروکنترلرها)
اجزای نوری(مثلاً عدسی‌ها، صفحات موج، پنجره‌ها)
تشدیدگرها و فیلترهادر دستگاه‌های RF و ارتباطی
حسگرهابرای فشار، شتاب یا نیرو
ساخت نیمه‌هادیبه عنوان زیرلایه یا پنجره‌های فرآیند

۴. چرا از کوارتز در ریزتراشه‌ها استفاده می‌شود؟

کوارتز در کاربردهای مرتبط با ریزتراشه‌ها استفاده می‌شود زیرا موارد زیر را ارائه می‌دهد:

پایداری حرارتیدر طول فرآیندهای دمای بالا مانند انتشار و بازپخت
عایق الکتریکیبه دلیل خواص دی الکتریک
مقاومت شیمیاییبه اسیدها و حلال‌های مورد استفاده در ساخت نیمه‌هادی‌ها
دقت ابعادیو انبساط حرارتی کم برای ترازبندی لیتوگرافی قابل اعتماد
اگرچه خود کوارتز به عنوان ماده نیمه‌هادی فعال (مانند سیلیکون) استفاده نمی‌شود، اما نقش حمایتی حیاتی در محیط ساخت - به ویژه در کوره‌ها، محفظه‌ها و زیرلایه‌های ماسک نوری - ایفا می‌کند.

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 زمینه الکترونیک نوری، لوازم الکترونیکی مصرفی و نظامی کاربرد دارند. ما قطعات نوری یاقوت کبود، پوشش‌های 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 هدفمان تبدیل شدن به یک شرکت پیشرو در زمینه مواد نوری-الکترونیکی با فناوری پیشرفته است.