8-calowy wafelek szafirowy: syntetyczny monokryształ Al₂O₃, konfigurowalny płaszczyzna A/R/M, wysoka czystość 4N5-5N

Przegląd produktu

    8-calowy (200 mm) wafelek szafirowy to podłoże półprzewodnikowe wielkoformatowe, wykonane z wysokiej czystości syntetycznego monokryształu tlenku glinu (α-Al₂O₃). Służy jako podstawowe podłoże dla epitaksji LED, urządzeń mocy GaN i urządzeń optoelektronicznych RF w przemyśle półprzewodników trzeciej generacji. Monokryształ jest głównie hodowany metodą Kyropoulosa i przetwarzany za pomocą precyzyjnych procedur, w tym cięcia wielodrutowego, docierania i polerowania chemiczno-mechanicznego.Łącząc zaletę masowej produkcji o dużej średnicy z wewnętrznymi właściwościami szafiru — odpornością na wysokie temperatury, izolacją elektryczną i odpornością na korozję chemiczną — jest kompatybilny z liniami produkcyjnymi epitaksji MOCVD na dużą skalę, skutecznie zwiększając wydajność chipów i obniżając jednostkowy koszt produkcji, co czyni go krytycznym materiałem podstawowym w zaawansowanych dziedzinach optoelektroniki i półprzewodników.

Kluczowe cechy techniczne

Kompatybilność z masową produkcją na dużą skalę

    Dzięki dużej średnicy 200 mm (8 cali), efektywna powierzchnia epitaksjalna na wafelek jest 4 razy większa niż w przypadku wafli 4-calowych. Jest kompatybilny z urządzeniami MOCVD na dużą skalę, takimi jak reaktory 12-waflowe, znacznie zwiększając wydajność chipów na partię i obniżając koszt podłoża na chip. Spełnia wymagania masowej produkcji urządzeń Mini/Micro LED i urządzeń mocy.

System materiałowy o wysokiej czystości monokryształu

    Wykonany z surowca tlenku glinu o czystości od klasy 4N5 do 5N (99,995% do 99,999%), posiada heksagonalną strukturę monokryształu fazy α o niskiej gęstości dyslokacji i doskonałej integralności krystalicznej, wolny od segregacji zanieczyszczeń i defektów sieci krystalicznej, zapewniając jednorodność wzrostu warstwy epitaksjalnej i wydajność urządzeń.

Doskonała stabilność termiczna
    Przy punkcie topnienia 2050°C, struktura krystaliczna pozostaje stabilna w środowisku epitaksji MOCVD o wysokiej temperaturze 1000~1200°C. Posiada niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i minimalne odkształcenia od wypaczenia podczas procesów wysokotemperaturowych, a także może wytrzymać wielokrotne cykle wysokotemperaturowe, aby zapewnić spójność wzrostu warstwy epitaksjalnej.

Doskonałe właściwości izolacji elektrycznej i dielektryczne
    Wewnętrzny szafir o wysokiej czystości posiada doskonałą izolację elektryczną z rezystywnością w temperaturze pokojowej wyższą niż 10¹⁴ Ω·cm i niskimi stratami dielektrycznymi. Zapewnia skuteczną izolację elektryczną między urządzeniami, tłumi prądy upływu i zakłócenia sygnału w warunkach wysokiego napięcia, spełniając wymagania wydajnościowe urządzeń mocy GaN wysokiego napięcia i urządzeń RF.

Ultraprecyzyjna obróbka powierzchni na poziomie epitaksjalnym
    Dostępne są procesy polerowania jednostronnego (SSP) i dwustronnego (DSP). Powierzchnia epitaksjalna jest obrabiana polerowaniem chemiczno-mechanicznym (CMP) z chropowatością powierzchni Ra ≤ 0,2 nm, osiągając płaskość na poziomie atomowym. Całkowita zmienność grubości (TTV), łuk i wypaczenie są ściśle kontrolowane, w pełni spełniając wymagania powierzchniowe dla wzrostu epitaksjalnego GaN metodą MOCVD.

Silna odporność na chemikalia i plazmę
    Szafir charakteryzuje się niezwykle silną obojętnością chemiczną, nierozpuszczalny w większości roztworów kwasów i zasad w temperaturze pokojowej. Może wytrzymać trudne środowiska procesowe, takie jak trawienie plazmowe i czyszczenie na mokro w produkcji półprzewodników, z minimalnymi uszkodzeniami korozyjnymi i zanieczyszczeniem cząsteczkami na powierzchni, zapewniając czystość procesu i niezawodność urządzeń.

Polimorfizm i wsparcie dla niestandardowych parametrów

    Orientacja płaszczyzny C (0001) jest dostarczana jako standard, podczas gdy dostępne są również specjalne orientacje, w tym płaszczyzna A, płaszczyzna R i płaszczyzna M, z możliwością dostosowania specyfikacji kąta odchylenia. Parametry takie jak grubość, fazowanie krawędzi i płaskie/wycięcia mogą być dostosowane do wymagań klienta, dostosowując się do różnych procesów urządzeń i specyfikacji sprzętu.

Wysoka wytrzymałość mechaniczna i kompatybilność z dalszą obróbką

    Z twardością Mohsa 9, ustępującą jedynie diamentowi, posiada doskonałą sztywność mechaniczną i odporność na zginanie. Może wytrzymać różne procedury dalszej obróbki, takie jak rozcieńczanie, cięcie, wzorowanie PSS i metalizacja, bez odpryskiwania lub pękania krawędzi, dostosowując się do różnorodnych rozwiązań procesowych urządzeń.

Standardowe specyfikacje

Typowe zastosowania

1. Dziedzina optoelektroniki: Wzrost epitaksjalny LED niebieskich/zielonych/UV, produkcja chipów wyświetlaczy Mini/Micro LED, linie produkcyjne chipów oświetleniowych o wysokiej wydajności
2. Dziedzina półprzewodników mocy: Podłoże epitaksjalne dla urządzeń mocy GaN wysokiego napięcia, chipy szybkiego ładowania, samochodowe urządzenia energoelektroniczne
3. Dziedzina RF i mikroelektroniki: Układy scalone RF Silicon-on-Sapphire (SOS), podłoża urządzeń mikrofalowych o wysokiej częstotliwości
4. Dziedzina optyki i czujników: Okna optyczne o wysokiej precyzji, urządzenia do detekcji podczerwieni, podłoża czujników MEMS
5. Specjalistyczna dziedzina półprzewodników: Urządzenia elektroniczne pracujące w wysokich temperaturach, komponenty elektroniczne klasy lotniczej odporne na promieniowanie

Kontrola jakości

    W całym procesie wdrożony jest system kontroli jakości klasy półprzewodnikowej. Każda partia produktów przechodzi wielowymiarową inspekcję, a kompletny Certyfikat Analizy (COA) może zostać dostarczony. Pozycje kontrolne obejmują inspekcję dokładności wymiarowej, weryfikację odchylenia orientacji kryształu, testowanie płaskości i chropowatości powierzchni, skanowanie defektów wizualnych (rysy, wżery, odpryski krawędzi), testowanie czystości i weryfikację szczelności opakowania, zapewniając spójność parametrów produktu i niezawodność procesu.

FAQ

Jaka jest kluczowa różnica między 8-calowymi waflami szafirowymi a mniejszymi waflami 4/6-calowymi?           

    8-calowy wafelek zapewnia znacznie większą użyteczną powierzchnię epitaksjalną — około 4 razy większą niż wafelek 4-calowy i 1,8 razy większą niż wafelek 6-calowy. Jest kompatybilny z reaktorami MOCVD o dużej pojemności, zwiększa wydajność chipów na partię i obniża koszt chipów jednostkowych. Lepiej nadaje się do linii produkcyjnych na dużą skalę urządzeń Mini/Micro LED i urządzeń mocy GaN wysokiego napięcia, podczas gdy wafle 4/6-calowe są częściej stosowane do badań i rozwoju oraz produkcji na małą i średnią skalę.

Czy grubość 8-calowych wafli szafirowych można dostosować?
    Tak. Standardowe opcje grubości obejmują 650 μm, 800 μm i 1000 μm, a niestandardowe specyfikacje grubości mogą być produkowane w celu dopasowania do wymagań procesu klienta. Parametry TTV, łuk i wypaczenie są ściśle kontrolowane dla wszystkich opcji grubości, aby zagwarantować płaskość i kompatybilność procesową.

Czy oferujecie orientacje kryształu inne niż płaszczyzna C (0001) i czy można dostosować kąt odchylenia?
    Tak. Oprócz standardowej płaszczyzny C do epitaksji GaN LED, dostępne są płaszczyzny A, R i M do urządzeń RF SOS, urządzeń GaN niepolarnych i specjalistycznych zastosowań optycznych. Precyzyjny kąt odchylenia można również dostosować zgodnie z rysunkami klienta lub potrzebami procesu epitaksjalnego, aby zoptymalizować jakość warstwy epitaksjalnej.

Czy można zastosować dodatkowe procesy, takie jak wzorowanie PSS lub metalizacja, do wafli?
    Tak. Dostępne są usługi o wartości dodanej, w tym wzorowanie PSS/NPSS, pełna lub lokalna metalizacja tylnej strony, precyzyjne fazowanie krawędzi i rozcieńczanie ultra-cienkich wafli. Wykonalność zależy od wymiarów wzoru, materiałów powłokowych, grubości wafla i wymaganego wytrzymałości mechanicznej.

Czy wspieracie zamówienia prototypów małoseryjnych dla 8-calowych wafli szafirowych?
    Tak. Akceptowane są ilości prototypowe, partie próbne w skali laboratoryjnej i zamówienia wymiany konserwacyjnej. Ceny i czas realizacji będą oceniane na podstawie niestandardowych parametrów, trudności przetwarzania i wymaganego stopnia jakości.

Produkty powiązane

4-calowy wafelek szafirowy | Wysokiej jakości podłoże Al₂O₃ do zastosowań półprzewodnikowych i optycznych

Dostosowywany 0,2 mm monokrystaliczny Al2O3 czerwony szafir łożyskowy o twardości 9 w skali Mohsa do precyzyjnych zastosowań jubilerskich zegarków