Ein Saphirwafer ist ein dünnes Stück kristallines Saphir, ein Material, das für seine außergewöhnliche Härte und Transparenz bekannt ist.ist eine kristalline Form von KorundIn der elektronischen und optoelektronischen Industrie, insbesondere in Anwendungen, die eine langlebige,hochleistungsfähiges Substratmaterial.
| Tandard-Wafer (auf Maß)2 Zoll C-Ebene Saphirwafer SSP/DSP 3 Zoll C-Ebene Saphirwafer SSP/DSP 4 Zoll C-Ebene Saphirwafer SSP/DSP 6 Zoll C-Ebene Saphirwafer SSP/DSP |
Spezialgeschnitten A-Ebene (1120) Saphirwafer R-Ebene (1102) Saphirwafer M-Ebene (1010) Saphirwafer N-Ebene (1123) Saphirwafer C-Achse mit einem Abbruch von 0,5° bis 4° in Richtung A- oder M-Achse Sonstige individuell angepasste Ausrichtung |
| Maß angepasst 10*10mm Saphirwafer 20*20mm Saphirwafer Ultra dünne (100um) Saphirwafer 8 Zoll Saphirwafer |
Stempel-Safir-Substrat (PSS) 2 Zoll C-Fläche PSS 4 Zoll C-Fläche PSS |
| 2 Zoll. | DSP C-Axis 0,1mm/0,175mm/0,2mm/0,3mm/0,4mm/0,5mm/1,0mmt SSP C-Achse 0,2/0,43mm(DSP&SSP) A-Achse/M-Achse/R-Achse 0,43mm |
| 3 Zoll. | DSP/SSP C-Achse 0,43 mm/0,5 mm |
| 4 Zoll | dsp c-Achse 0,4 mm/0,5 mm/1,0 mmssp c-Achse 0,5 mm/0,65 mm/1,0 mmt |
| 6 Zoll. | ssp c-Achse 1,0 mm/1,3 mmm dsp c-Achse 0,65 mm/0,8 mm/1,0 mmm |
Spezifikation für Substrate
| Orientierung | R-Ebene, C-Ebene, A-Ebene, M-Ebene oder eine bestimmte Ausrichtung |
| Orientierung | ± 0,1° |
| Durchmesser | 2 Zoll, 3 Zoll, 4 Zoll, 5 Zoll,6 Zoll, 8 Zoll oder andere |
| Durchmesser Toleranz | 0.1mm für 2 Zoll, 0.2mm für 3 Zoll, 0.3mm für 4 Zoll, 0.5mm für 6 Zoll |
| Stärke | 0.08mm,0.1 mm,0.175mm,0.25 mm, 0,33 mm, 0,43 mm, 0,65 mm, 1 mm oder andere; |
| Ausmaß der Abweichung | 5 μm |
| Primärflächige Länge | 16.0±1.0mm für 2 Zoll, 22.0±1.0mm für 3 Zoll, 30.0±1.5mm für 4 Zoll, 47.5/50.0±2.0mm für 6 Zoll |
| Primäre flache Orientierung | A-Ebene (1 1-2 0) ± 0,2°; C-Ebene (0 0-0 1) ± 0,2°, Projektions-C-Achse 45 +/- 2° |
| TTV | ≤7μm für 2 Zoll, ≤10μm für 3 Zoll, ≤15μm für 4 Zoll, ≤25μm für 6 Zoll |
| Bogen | ≤7μm für 2 Zoll, ≤10μm für 3 Zoll, ≤15μm für 4 Zoll, ≤25μm für 6 Zoll |
| Vorderfläche | Epipoliert (Ra< 0,3 nm für die C-Ebene, 0,5 nm für andere Ausrichtungen) |
| Rückenoberfläche | Fein gemahlen (Ra=0,6 μm~1,4 μm) oder Epipoliert |
| Verpackung | Verpackt in einem Reinraum der Klasse 100 |
Saphirwafer werden durch eine Methode namens Czochralski (oder Kyropoulos-Methode) hergestellt, bei der aus geschmolzenem Aluminiumoxid große einkristalline Saphirkugeln angebaut werden.Diese Kugeln werden dann mit Hilfe einer Diamantdrahtsäge in Wafer der gewünschten Dicke geschnittenNach dem Schneiden werden die Wafer poliert, um eine glatte, spiegelähnliche Oberfläche zu erhalten.
Härte: Der Saphir ist auf der Mohs-Skala für die Mineralhärte auf Platz 9 und damit das zweithärdste Material nach dem Diamanten.Diese außergewöhnliche Härte macht Saphirwafer sehr widerstandsfähig gegen Kratzer und mechanische Beschädigungen.
Thermische Stabilität: Saphir kann hohen Temperaturen standhalten, mit einem Schmelzpunkt von etwa 2030 ° C. Dies macht es ideal für Anwendungen bei hohen Temperaturen, bei denen andere Materialien versagen können.
Optische Transparenz: Saphir ist sehr transparent für eine Vielzahl von Wellenlängen, einschließlich sichtbarem, ultraviolettem (UV) und Infrarotlicht (IR).Diese Eigenschaft macht Saphirwafer ideal für den Einsatz in optischen Geräten, Fenster und Sensoren.
Elektrische Isolation: Saphir ist ein ausgezeichneter elektrischer Isolator mit einer hohen Dielektrikkonstante, was ihn für Anwendungen geeignet macht, bei denen die elektrische Isolation kritisch ist,mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
Chemikalienbeständigkeit: Saphir ist chemisch träge und sehr widerstandsfähig gegen Korrosion durch Säuren, Basen und andere Chemikalien, was ihn in rauen Umgebungen langlebig macht.
Lichtdioden (LEDs): Saphirwafer werden häufig als Substrate bei der Herstellung von Galliumnitrid (GaN) -LEDs, insbesondere blauen und weißen LEDs, verwendet.Die Gitterstruktur von Saphir passt gut zu GaN, die eine effiziente Lichtemission fördern.
Halbleitergeräte: Neben LEDs werden Saphirwafer in Radiofrequenzgeräten, Leistungselektronik,und andere Halbleiteranwendungen, bei denen ein robustes und isolierendes Substrat erforderlich ist.
Optische Fenster und Objektive: Saphirs Transparenz und Härte machen es zu einem ausgezeichneten Material für optische Fenster, Objektive und Kamera-Sensorkappen.häufig in rauen Umgebungen wie Luft- und Raumfahrtindustrie und Verteidigungsindustrie verwendet.
Wearables und Elektronik: Saphir wird aufgrund seiner Kratzfestigkeit und optischer Klarheit als langlebiges Deckmaterial für Wearables, Smartphone-Bildschirme und andere Unterhaltungselektronik verwendet.
Während Saphirwafer in bestimmten Anwendungen deutliche Vorteile haben, werden sie häufig mit Siliziumwafern verglichen, die das häufigste Substratmaterial in der Halbleiterindustrie sind.
Siliziumwafer sind dünne Scheiben aus kristallinem Silizium, einem Halbleitermaterial.TransistorenSiliziumwafer sind bekannt für ihre elektrische Leitfähigkeit und ihre Fähigkeit, mit Verunreinigungen bestrichen zu werden, um ihre Halbleiter-Eigenschaften zu verbessern.
Elektrische Leitfähigkeit: Im Gegensatz zu Saphir ist Silizium ein Halbleiter, was bedeutet, dass es unter bestimmten Bedingungen Elektrizität leiten kann.Diese Eigenschaft macht Silizium ideal für die Herstellung elektronischer Geräte wie Transistoren, Dioden und ICs.
Kosten: Die Herstellung von Siliziumwafern ist im Allgemeinen kostengünstiger als die von Saphirwafern, da Silizium in der Natur reichlich vorkommt.und die Verfahren für die Herstellung von Siliziumwafer sind etablierter und effizienter.
Wärmeleitfähigkeit: Silizium weist eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, die für die Wärmeverteilung in elektronischen Geräten wichtig ist.Es ist in extremen Temperaturen nicht so thermisch stabil wie Saphir..
Flexibilität beim Doping: Silizium kann leicht mit Elementen wie Bor oder Phosphor doppiert werden, um seine elektrischen Eigenschaften zu verändern.die ein Schlüsselfaktor für seinen weit verbreiteten Einsatz in der Halbleiterindustrie ist.
| Eigentum | Saphirwafer | Siliziumwafer |
|---|---|---|
| Material | Kristallines Aluminiumoxid (Al2O3) | Kristallines Silizium (Si) |
| Härte | 9 auf der Mohs-Skala (extrem hart) | 6.5 auf der Mohs-Skala |
| Wärmestabilität | Sehr hoch (Schmelzpunkt ~ 2,030°C) | Moderat (Schmelzpunkt ~ 1,410°C) |
| Elektrische Eigenschaften | Isolator (nicht leitfähig) | Halbleiter (leitend) |
| Optische Transparenz | Transparent für UV, sichtbares und IR Licht | Undurchsichtig |
| Kosten | Höher | Niedriger |
| Chemische Resistenz | Ausgezeichnet. | Moderate |
| Anwendungen | LEDs, HF-Geräte, optische Fenster, Wearables | IC, Transistoren, Solarzellen |
Die Wahl zwischen Saphir- und Siliziumwafer hängt weitgehend von der spezifischen Anwendung ab:
Saphirwafer: Ideal für Anwendungen, die eine hohe Haltbarkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, optische Transparenz und elektrische Isolierung erfordern.insbesondere bei LEDs, und in Umgebungen, in denen mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit unerlässlich sind.
Siliziumwafer: Die Wahl für allgemeine Halbleiteranwendungen aufgrund ihrer Halbleiter-Eigenschaften, Wirtschaftlichkeit,und die etablierten Fertigungsprozesse in der ElektronikindustrieSilizium ist das Rückgrat von integrierten Schaltungen und anderen elektronischen Geräten.
Angesichts der wachsenden Nachfrage nach langlebigeren und leistungsfähigeren Materialien für Elektronik, Optoelektronik und Wearables werden Saphirwafer voraussichtlich eine immer wichtigere Rolle spielen.Ihre einzigartige Kombination von Härte, thermische Stabilität und Transparenz eignen sie sich für Spitzentechnologien, darunter Displays der nächsten Generation, fortschrittliche Halbleitergeräte und robuste optische Sensoren.
Da die Kosten für die Produktion von Saphirwaffen sinken und sich die Herstellungsprozesse verbessern, können wir eine breitere Einführung in allen Branchen erwarten,die weitere Festigung ihrer Stellung als kritisches Material in der modernen Technologie.
