เวเฟอร์ควอตซ์หลอมรวมความบริสุทธิ์สูงสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ แอพพลิเคชั่นออปติกโฟโตนิกส์ 2″4″6″8″12″
แผนภาพรายละเอียด


ภาพรวมของแก้วควอตซ์

เวเฟอร์ควอตซ์เป็นแกนหลักของอุปกรณ์สมัยใหม่มากมายที่ขับเคลื่อนโลกดิจิทัลในปัจจุบัน ตั้งแต่ระบบนำทางในสมาร์ทโฟนไปจนถึงแกนหลักของสถานีฐาน 5G ควอตซ์มอบเสถียรภาพ ความบริสุทธิ์ และความแม่นยำที่จำเป็นต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโฟโตนิกส์ประสิทธิภาพสูงอย่างเงียบเชียบ ไม่ว่าจะเป็นการรองรับวงจรที่ยืดหยุ่น เซ็นเซอร์ MEMS ที่เอื้อต่อการใช้งาน หรือเป็นพื้นฐานสำหรับการประมวลผลควอนตัม คุณสมบัติเฉพาะของควอตซ์ทำให้ควอตซ์กลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในทุกอุตสาหกรรม
“ซิลิกาหลอมรวม” หรือ “ควอตซ์หลอมรวม” ซึ่งเป็นสถานะอสัณฐานของควอตซ์ (SiO2) เมื่อเปรียบเทียบกับแก้วโบโรซิลิเกต ซิลิกาหลอมรวมไม่มีสารเติมแต่ง ดังนั้นจึงอยู่ในรูปบริสุทธิ์ คือ SiO2 ซิลิกาหลอมรวมมีการส่งผ่านสเปกตรัมอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตได้ดีกว่าแก้วทั่วไป ซิลิกาหลอมรวมเกิดจากการหลอมและแข็งตัวของซิลิกาบริสุทธิ์พิเศษ ในทางกลับกัน ซิลิกาหลอมรวมสังเคราะห์ทำจากสารตั้งต้นทางเคมีที่อุดมด้วยซิลิคอน เช่น SiCl4 ซึ่งถูกทำให้เป็นแก๊สแล้วออกซิไดซ์ในบรรยากาศ H2 + O2 ฝุ่นซิลิกาที่เกิดขึ้นในกรณีนี้จะถูกหลอมรวมเข้ากับซิลิกาบนวัสดุรองรับ ซิลิกาหลอมรวมจะถูกตัดเป็นแผ่นเวเฟอร์ หลังจากนั้นเวเฟอร์จะถูกขัดเงาในขั้นตอนสุดท้าย
คุณสมบัติหลักและประโยชน์ของเวเฟอร์แก้วควอตซ์
-
ความบริสุทธิ์สูงพิเศษ (≥99.99% SiO2)
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์และโฟโตนิกส์ที่สะอาดเป็นพิเศษซึ่งจะต้องลดการปนเปื้อนของวัสดุให้เหลือน้อยที่สุด -
ช่วงการทำงานความร้อนกว้าง
รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างจากอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ถึง 1,100°C โดยไม่บิดงอหรือเสื่อมสภาพ -
การส่งผ่านรังสี UV และ IR ที่โดดเด่น
มอบความคมชัดของแสงที่ยอดเยี่ยมตั้งแต่ช่วงอัลตราไวโอเลตลึก (DUV) จนถึงอินฟราเรดใกล้ (NIR) รองรับการใช้งานออปติกที่แม่นยำ -
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ
เพิ่มเสถียรภาพของมิติภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิ ลดความเครียด และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของกระบวนการ -
ทนทานต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม
เฉื่อยต่อกรด ด่าง และตัวทำละลายส่วนใหญ่ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนทางเคมี -
ความยืดหยุ่นของการตกแต่งพื้นผิว
มีให้เลือกทั้งแบบขัดเงาด้านเดียวหรือสองด้านที่เรียบเนียนเป็นพิเศษ เข้ากันได้กับข้อกำหนดด้านโฟโตนิกส์และ MEMS
กระบวนการผลิตเวเฟอร์แก้วควอตซ์
เวเฟอร์ควอตซ์หลอมรวมผลิตขึ้นโดยผ่านขั้นตอนที่ได้รับการควบคุมและแม่นยำหลายขั้นตอน ดังนี้
-
การคัดเลือกวัตถุดิบ
การคัดเลือกแหล่งควอตซ์ธรรมชาติที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือ SiO₂ สังเคราะห์ -
การหลอมละลายและการหลอมรวม
ควอตซ์จะถูกหลอมที่อุณหภูมิ ~2000°C ในเตาไฟฟ้าภายใต้บรรยากาศควบคุมเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนและฟองอากาศ -
การขึ้นรูปบล็อก
ซิลิกาที่หลอมเหลวจะถูกทำให้เย็นลงจนกลายเป็นแท่งแข็งหรือแท่งโลหะ -
การหั่นเวเฟอร์
เลื่อยเพชรหรือเลื่อยลวดที่มีความแม่นยำใช้ในการตัดแท่งโลหะให้เป็นแผ่นเวเฟอร์เปล่า -
การลับคมและการขัดเงา
พื้นผิวทั้งสองได้รับการปรับให้เรียบและขัดเงาเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านแสง ความหนา และความหยาบที่แน่นอน -
การทำความสะอาดและการตรวจสอบ
เวเฟอร์ได้รับการทำความสะอาดในห้องคลีนรูมมาตรฐาน ISO Class 100/1000 และผ่านการตรวจสอบอย่างเข้มงวดเพื่อหาข้อบกพร่องและขนาดที่สอดคล้อง
คุณสมบัติของเวเฟอร์แก้วควอตซ์
สเปค | หน่วย | 4" | 6" | 8" | 10 นิ้ว | 12 นิ้ว |
---|---|---|---|---|---|---|
เส้นผ่านศูนย์กลาง / ขนาด (หรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส) | mm | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
ความคลาดเคลื่อน (±) | mm | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
ความหนา | mm | 0.10 ขึ้นไป | 0.30 ขึ้นไป | 0.40 ขึ้นไป | 0.50 ขึ้นไป | 0.50 ขึ้นไป |
แฟลตอ้างอิงหลัก | mm | 32.5 | 57.5 | กึ่งรอยบาก | กึ่งรอยบาก | กึ่งรอยบาก |
LTV (5มม.×5มม.) | ไมโครเมตร | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 | < 0.5 |
ทีทีวี | ไมโครเมตร | < 2 | < 3 | < 3 | < 5 | < 5 |
โค้งคำนับ | ไมโครเมตร | ±20 | ±30 | ±40 | ±40 | ±40 |
การบิดเบี้ยว | ไมโครเมตร | ≤ 30 | ≤ 40 | ≤ 50 | ≤ 50 | ≤ 50 |
PLTV (5มม.×5มม.) < 0.4μม | % | ≥95% | ≥95% | ≥95% | ≥95% | ≥95% |
การปัดขอบ | mm | สอดคล้องกับมาตรฐาน SEMI M1.2 / อ้างอิง IEC62276 | ||||
ประเภทพื้นผิว | ขัดด้านเดียว / ขัดสองด้าน | |||||
ขัดด้านรา | nm | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
เกณฑ์ด้านหลัง | ไมโครเมตร | ทั่วไป 0.2-0.7 หรือกำหนดเอง |
ควอตซ์เทียบกับวัสดุโปร่งใสอื่นๆ
คุณสมบัติ | แก้วควอตซ์ | กระจกโบโรซิลิเกต | ไพลิน | กระจกมาตรฐาน |
---|---|---|---|---|
อุณหภูมิการทำงานสูงสุด | ~1100°C | ~500 องศาเซลเซียส | ~2000°C | ~200 องศาเซลเซียส |
การส่งผ่านรังสี UV | ยอดเยี่ยม (JGS1) | ยากจน | ดี | แย่มาก |
ความต้านทานต่อสารเคมี | ยอดเยี่ยม | ปานกลาง | ยอดเยี่ยม | ยากจน |
ความบริสุทธิ์ | สูงมาก | ต่ำถึงปานกลาง | สูง | ต่ำ |
การขยายตัวทางความร้อน | ต่ำมาก | ปานกลาง | ต่ำ | สูง |
ค่าใช้จ่าย | ปานกลางถึงสูง | ต่ำ | สูง | ต่ำมาก |
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเวเฟอร์แก้วควอตซ์
Q1: ความแตกต่างระหว่างควอตซ์หลอมรวมกับซิลิกาหลอมคืออะไร?
แม้ว่าทั้งสองชนิดจะเป็น SiO₂ รูปแบบอสัณฐาน แต่ควอตซ์หลอมรวมมักมีต้นกำเนิดมาจากแหล่งควอตซ์ธรรมชาติ ในขณะที่ซิลิกาหลอมรวมเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ ในด้านการใช้งาน ซิลิกาหลอมรวมมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน แต่ซิลิกาหลอมรวมอาจมีความบริสุทธิ์และความเป็นเนื้อเดียวกันสูงกว่าเล็กน้อย
คำถามที่ 2: สามารถใช้เวเฟอร์ควอตซ์หลอมรวมในสภาพแวดล้อมสุญญากาศสูงได้หรือไม่
ใช่ เนื่องจากคุณสมบัติการปลดปล่อยก๊าซต่ำและความต้านทานความร้อนสูง เวเฟอร์ควอตซ์หลอมจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบสุญญากาศและการใช้งานด้านอวกาศ
คำถามที่ 3: เวเฟอร์เหล่านี้เหมาะสำหรับการใช้งานเลเซอร์ UV เชิงลึกหรือไม่
แน่นอนครับ ควอตซ์หลอมรวมมีค่าการส่งผ่านแสงสูงถึง ~185 นาโนเมตร จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเลนส์ DUV, หน้ากากลิโธกราฟี และระบบเลเซอร์เอ็กไซเมอร์
ไตรมาสที่ 4: คุณสนับสนุนการผลิตเวเฟอร์แบบกำหนดเองหรือไม่?
ใช่ เรามีบริการปรับแต่งอย่างครบครัน ทั้งเส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนา คุณภาพพื้นผิว ความเรียบ/รอยบาก และลวดลายเลเซอร์ ตามความต้องการใช้งานเฉพาะของคุณ
เกี่ยวกับเรา
XKH เชี่ยวชาญด้านการพัฒนา การผลิต และการจำหน่ายกระจกออปติคอลชนิดพิเศษและวัสดุคริสตัลชนิดใหม่ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง ผลิตภัณฑ์ของเราครอบคลุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออปติคอล อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และกองทัพ เราจำหน่ายชิ้นส่วนออปติคอลแซฟไฟร์ ฝาครอบเลนส์โทรศัพท์มือถือ เซรามิกส์ ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) ควอตซ์ และเวเฟอร์คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยความเชี่ยวชาญและอุปกรณ์ที่ทันสมัย เรามีความเชี่ยวชาญในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน โดยมุ่งมั่นที่จะเป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงชั้นนำด้านวัสดุออปติคอลอิเล็กทรอนิกส์