Una wafer di zaffiro è una sottile fetta di zaffiro cristallino, un materiale ampiamente noto per la sua eccezionale durezza e trasparenza.è una forma cristallina di corindoneI wafer di zaffiro sono ampiamente utilizzati nelle industrie dell'elettronica e dell'optoelettronica, specialmente in applicazioni che richiedono una durabilità,materiale di substrato ad alte prestazioni.
Wafer di tandard (soprattutto su misura)2 pollici di C-piano zaffiro wafer SSP/DSP Wafer di zaffiro a piano C da 3 pollici SSP/DSP Wafer di zaffiro a piano C da 4 pollici SSP/DSP Wafer di zaffiro da 6 pollici a piano C SSP/DSP |
Taglio speciale Wafer di zaffiro a piano A (1120) Wafer di zaffiro a piano R (1102) Wafer di zaffiro M-plane (1010) Wafer di zaffiro a piano N (1123) L'asse C con una deviazione da 0,5° a 4°, verso l'asse A o M Altri orientamenti personalizzati |
Dimensione personalizzata Wafer di zaffiro da 10*10 mm Wafer di zaffiro da 20*20 mm Wafer di zaffiro ultra sottile (100um) Wafer di zaffiro da 8 pollici |
Substrato di zaffiro modellato (PSS) 2 pollici PSS a piano C 4 pollici PSS a piano C |
2 pollici | DSP C-AXIS 0.1mm/0.175mm/0.2mm/0.3mm/0.4mm/0.5mm/1.0mmt SSP asse C 0.2/0.43mm(DSP&SSP) Asse A/Asse M/Asse R 0.43mm |
3 pollici. | DSP/SSP asse C 0,43 mm/0,5 mm |
4 pollici | dsp asse c 0,4 mm/ 0,5 mm/ 1,0 mmssp asse c 0,5 mm/ 0,65 mm/ 1,0 mmt |
6 pollici | Ssp asse c 1,0 mm/1,3 mm dsp asse c 0,65 mm/0,8 mm/1,0 mmt |
Specifica per i substrati
Orientazione | Piano R, piano C, piano A, piano M o orientamento specificato |
Tolleranza di orientamento | ± 0,1° |
Diametro | 2 pollici, 3 pollici, 4 pollici, 5 pollici,6 pollici, 8 pollici o altri |
Tolleranza di diametro | 0.1mm per 2 pollici, 0.2mm per 3 pollici, 0.3mm per 4 pollici, 0.5mm per 6 pollici |
Spessore | 0.08 mm,0.1 mm,0.175mm,0.25 mm, 0,33 mm, 0,43 mm, 0,65 mm, 1 mm o altri; |
Tolleranza dello spessore | 5 μm |
Lunghezza piatta primaria | 16.0±1.0mm per 2 pollici, 22.0±1.0mm per 3 pollici, 30.0±1.5mm per 4 pollici, 47.5/50.0±2.0mm per 6 pollici |
Orientazione primaria piatta | Piano A (1 1-2 0) ± 0,2°; Piano C (0 0-0 1) ± 0,2°, Asse C proiettata 45 +/- 2° |
TTV | ≤ 7 μm per 2 pollici, ≤ 10 μm per 3 pollici, ≤ 15 μm per 4 pollici, ≤ 25 μm per 6 pollici |
BIO | ≤ 7 μm per 2 pollici, ≤ 10 μm per 3 pollici, ≤ 15 μm per 4 pollici, ≤ 25 μm per 6 pollici |
Superficie anteriore | Epi-polito (Ra< 0,3 nm per il piano C, 0,5 nm per gli altri orientamenti) |
Superficie posteriore | Macinato finemente (Ra=0,6μm~1,4μm) o Epi-polito |
Imballaggio | Confezionato in ambiente di classe 100 in camera pulita |
I wafer di zaffiro sono fabbricati attraverso un processo chiamato metodo Czochralski (o metodo Kyropoulos), in cui vengono coltivate grandi bollicine di zaffiro a cristallo singolo da ossido di alluminio fuso.Queste sfere vengono poi tagliate in cialde dello spessore desiderato con una sega a filo di diamanteDopo averli tagliati, i wafer vengono lucidati per ottenere una superficie liscia e speculare.
Durezza: Lo zaffiro si colloca al 9° posto sulla scala di Mohs, il che lo rende il secondo materiale più duro dopo il diamante.Questa eccezionale durezza rende le cialde di zaffiro altamente resistenti agli graffi e ai danni meccanici.
Stabilità termica: lo zaffiro può resistere a temperature elevate, con un punto di fusione di circa 2.030 ° C. Questo lo rende ideale per applicazioni ad alte temperature in cui altri materiali potrebbero fallire.
Trasparenza ottica: lo zaffiro è altamente trasparente a una vasta gamma di lunghezze d'onda, tra cui la luce visibile, ultravioletta (UV) e infrarossa (IR).Questa proprietà rende i wafer di zaffiro ideali per l'uso in dispositivi ottici, finestre e sensori.
Isolamento elettrico: lo zaffiro è un eccellente isolante elettrico con una costante dielettrica elevata.come in alcuni tipi di microelettronica.
Resistenza chimica: Lo zaffiro è chimicamente inerte e altamente resistente alla corrosione da acidi, basi e altre sostanze chimiche, il che lo rende resistente in ambienti difficili.
Diodi emettitori di luce (LED): i wafer di zaffiro sono comunemente utilizzati come substrati nella produzione di LED al nitruro di gallio (GaN), in particolare LED blu e bianchi.La struttura reticolare dello zaffiro si adatta bene al GaN, promuovendo un'emissione luminosa efficiente.
Dispositivi a semiconduttore: oltre ai LED, i wafer di zaffiro sono utilizzati in dispositivi a radiofrequenza (RF), elettronica di potenza,e altre applicazioni per semiconduttori in cui è necessario un substrato robusto e isolante.
Finestre e lenti ottiche: la trasparenza e la durezza dello zaffiro lo rendono un materiale eccellente per finestre ottiche, lenti e coperture di sensori per fotocamere,spesso utilizzato in ambienti difficili come le industrie aerospaziali e della difesa.
Wearables e elettronica: lo zaffiro è utilizzato come materiale di copertura durevole per wearables, schermi di smartphone e altri dispositivi elettronici di consumo, grazie alla sua resistenza ai graffi e alla chiarezza ottica.
Mentre i wafer di zaffiro hanno vantaggi distinti in alcune applicazioni, sono spesso confrontati con i wafer di silicio, che sono il materiale di substrato più comune nell'industria dei semiconduttori.
I wafer di silicio sono sottili fette di silicio cristallino, un materiale semiconduttore.altri dispositiviI wafer al silicio sono noti per la loro conduttività elettrica e la loro capacità di essere dopati con impurità per migliorare le loro proprietà semiconduttori.
Conduttività elettrica: a differenza dello zaffiro, il silicio è un semiconduttore, il che significa che può condurre l'elettricità in determinate condizioni.Questa proprietà rende il silicio ideale per la fabbricazione di dispositivi elettronici come i transistor, diodi e circuiti integrati.
Costo: i wafer al silicio sono generalmente meno costosi da produrre rispetto ai wafer di zaffiro.e i processi per la produzione di wafer di silicio sono più consolidati ed efficienti.
Conduttività termica: il silicio ha una buona conduttività termica, che è importante per dissipare il calore nei dispositivi elettronici.non è termicamente stabile come lo zaffiro in ambienti a temperature estreme.
Flessibilità nel doping: il silicio può essere facilmente dopato con elementi come il boro o il fosforo per modificare le sue proprietà elettriche,che è un fattore chiave per il suo uso diffuso nell'industria dei semiconduttori.
Immobili | Wafer di zaffiro | Wafer di silicio |
---|---|---|
Materiale | Ossido di alluminio cristallino (Al2O3) | Silicio cristallino (Si) |
Durezza | 9 sulla scala di Mohs (estrema durezza) | 6.5 sulla scala di Mohs |
Stabilità termica | Estremamente elevato (punto di fusione ~ 2,030°C) | Moderato (punto di fusione ~ 1,410°C) |
Proprietà elettriche | Isolatore (non conduttivo) | Semiconduttori (conduttori) |
Trasparenza ottica | Trasparente alla luce UV, visibile e IR | Non trasparente |
Costo | Più alto | Inferiore |
Resistenza chimica | Eccellente. | Moderato |
Applicazioni | LED, dispositivi RF, finestre ottiche, indossabili | IC, transistor, celle solari |
La scelta tra le wafer di zaffiro e quelle di silicio dipende in larga misura dall'applicazione specifica:
Wafer di zaffiro: ideali per applicazioni che richiedono una durabilità estrema, resistenza alle alte temperature, trasparenza ottica e isolamento elettrico.in particolare nei LED, e in ambienti in cui la resistenza meccanica e la resistenza chimica sono essenziali.
Wafer di silicio: la scelta preferita per le applicazioni generali dei semiconduttori a causa delle loro proprietà semiconduttori, della loro economicità,e i processi di produzione ben consolidati nell'industria elettronicaIl silicio è la spina dorsale dei circuiti integrati e di altri dispositivi elettronici.
Con la crescente domanda di materiali più resistenti e ad alte prestazioni per l'elettronica, l'optoelettronica e i wearables, si prevede che le wafer di zaffiro svolgano un ruolo sempre più importante.La loro combinazione unica di durezza, la stabilità termica e la trasparenza li rendono adatti alle tecnologie di punta, tra cui display di nuova generazione, dispositivi a semiconduttore avanzati e sensori ottici robusti.
Dato che il costo della produzione di wafer di zaffiro diminuisce e i processi di produzione migliorano, possiamo prevedere una loro più ampia adozione in tutti i settori,- rafforzare ulteriormente il loro ruolo di materiale critico nella tecnologia moderna.