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サファイアウエハーとは実際何ですか
サファイア ウェーハは、結晶面に配向された単結晶酸化アルミニウムの薄いディスクで、成長したブールからコアを切り出し、スライス、ラッピング、研磨して、厚さ、平坦度、および表面仕上げを制御します。
サファイアはガラスでもコーティングでもありません。これはコランダムの材料である結晶質の Al2O3 であり、そのため完成したウェーハはモース 9 の硬度と 8.6eV 近くのバンドギャップ、および約 0.19 ～ 5.5 マイクロメートルの有用な透過率を兼ね備えています。
方向は、表面上に何を成長させることができるか、また熱負荷下でウェーハがどのように動作するかを決定するため、どのような図面でも最初に決定します。
- c 面 (0001): GaN LED および microLED エピタキシーのデフォルトで、六角形の表面がエピ層と一致します。
- r 面: シリコン オン サファイアに使用され、薄いシリコン膜がヘテロエピタキシャルに堆積されます。
- a 面と m 面: 非極性の研究方向。利用可能ですが、同じ粗さに研磨するのは困難です。
- オフカット: a 軸方向の 0.2 度は一般的な MOCVD 要求ですが、特定のデバイス作業では 4 度が表示されます。成長中にオフカットドリフトによりステップ構造が変化するため、公差をしっかりと保持してください。
直径と厚さは一緒に移動します。一般的なサイズは 50.8 mm、100 mm、150 mm、200 mm で、厚さは 2 インチで約 430 マイクロメートルから 4 インチで 650 マイクロメートル、6 インチで 1 mm 以上になります。これは単純に、脆い結晶の薄いディスクは日常的な取り扱いに耐えられないためです。
一般的な直径と厚さのサファイア ウェーハ オプトエレクトロニクスおよび LED 基板の厚さ、表面、平坦度の仕様を備えた 2 ～ 8 インチの単結晶サファイア ウェーハ オプションを確認します。 製品を見る→ ブールからエピ対応ウェーハまで
サファイア ウェーハは 6 つの段階で製造され、各段階でロットに同梱される証明書に指紋が残ります。
歩留まりを決める仕様
ほとんどの合否判定は、総厚さのばらつき、反りおよび反り、前面の粗さ、方向の許容差という 4 つの数値によって決まります。図面上の他のすべてはこれら 4 つをサポートします。
| パラメータ | エピおよびLEDグレード | 光学グレード | 要求する証拠 |
| 方向とオフカット | 0.2 度のオフカットを持つ C 面 | C 面または図面ごと | X線回折スキャン |
| 直径 | 100mm±0.2mm | 図面ごと | エッジチップマップ |
| 厚さ | 650マイクロメートル±25 | 1mm～5mm | 厚さ map across the wafer |
| 総厚さの変化 | 10マイクロメートル以下 | 開口部を2マイクロメートルオーバー | プローブの種類とスキャン範囲 |
| 弓とワープ | 25マイクロメートル以下 | 1/4波長平坦性 | 治具と支持方法 |
| 表面粗さ | Ra 0.2 nm、エピ対応 | Ra1nm以上 | AFMスキャンサイズ |
| 裏面仕上げ | エッチングまたは研磨 | 細地 | 証明書に記載されている仕上げ |
| エッジプロファイル | 面取りとノッチのある丸い地面 | 研磨されたエッジ | ノッチ方向の写真 |
サファイア、シリコン、クォーツを並べて
サファイアは、ウエハーが電気を通す必要がある場合ではなく、熱、化学薬品、または光に耐える必要がある場合に選択される基板です。
- 1000℃を超える成長温度では、ポリマーキャリアや低品質のガラスが排除されます。
- 表面は可視光から中赤外線まで透明でなければなりません。
- 耐薬品性と耐傷性は平方センチメートルあたりのコストよりも重要です。
- このデバイスには、無線周波数における絶縁性の低損失基板が必要です。
- ウェーハ自体は電流を流す必要がありますが、シリコンの方が単純ではるかに安価です。
- サファイアは吸収する 190 nm 未満の深紫外線透過率が必要です。
- 熱拡散は、高出力アレイの制限要因です。
- 同じ直径のシリコンウェーハの数倍の価格の基板を予算で吸収することはできません。
設計チームを驚かせるのは熱数値です。サファイアの熱伝導はシリコンよりも約 4 倍悪く、溶融石英よりも約 25 倍優れています。これは、単一の低出力エミッターでは機能しますが、高密度の高出力アレイでは困難です。この 1 つの特性により、パターン化された基板、薄膜転写、およびウェーハ接合への関心が大きく高まります。
光学および半導体用途向けの石英ウェーハ 導波管、MEMS、半導体、光学部品用途向けに、低熱膨張と UV から NIR までの透明性を備えた高純度石英ウェハーを比較します。 製品を見る→ サファイア ウェーハの価格が決まる場所
サファイア基板は、それぞれが異なる主な仕様を持つ 4 つのアプリケーション ファミリで十分に採算が取れます。
GaN LEDおよびmicroLEDエピタキシー
2 ～ 6 インチの c 面ウェーハに発光スタックが搭載されています。オフカット制御と前面の粗さは、他の入力パラメータよりも結晶の品質、したがって外部量子効率に影響を与えます。
高周波とシリコン・オン・サファイア
絶縁基板によりスイッチやフィルターの寄生容量をカットします。ここでの図面は、光透過性よりもむしろ厚さの均一性と表面の平坦性によって支配されています。
光学窓とセンサーカバー
サファイア transmits from the visible to about 5.5 micrometers and resists scratching in abrasive environments, so it appears in infrared windows, LiDAR covers, and hardened camera ports. The range of sapphire wafer applications across electronics and optics goes well beyond lighting.
キャリアウエハとダミーウエハ
材料が軟化したりガスを放出したりしないため、高温プロセスではサファイアキャリアが再利用されます。再研磨により、汚染規則が許容する場合には耐用年数が延長されます。
サファイア Optical Windows for Protective and Filtering Uses レーザー、フォトダイオード、および光ファイバー通信システムに耐傷性、高い透明性、波長フィルタリングを提供するサファイア ウィンドウ基板をご覧ください。 製品を見る→ ご注文前にご確認いただきたいこと
多くの問題が検査ベンチに届く前に、5 つのチェックでほとんどの問題が検出されます。
仕様があいまいな場合は、図面の段階で解決してください。図面と数量を弊社のエンジニアリングチームに送信していただければ、納品後ではなく見積前に方向、仕上げ、検査方法を修正することができます。
よくある質問
サファイア ウェーハはサファイア ウィンドウと同じものですか?
いや、重点が違う。ウェーハは全体の厚さのばらつき、粒子の清浄度、エピタキシーの準備ができている前面で判断され、ウィンドウは透過率、規定の開口部にわたる表面品質、エッジ仕上げで判断されます。どちらも同じブールからカットできます。
サファイアウェーハは再利用できますか?
キャリアウェーハとダミーウェーハは、汚染が制御されている場合には数回再研磨できます。エピレディウェーハは、研磨された表面と平坦度の予算が最初の成長実行によって消費されるため、通常は不可能です。
どの厚さを注文すればよいですか？
直径に従ってください。 2 インチで約 430 マイクロメートル、4 インチで約 650 マイクロメートル、6 インチで 1 mm 以上が一般的な開始点です。ウェーハを薄くすると熱質量は減少しますが、取り扱いや輸送中に破損するリスクが高まります。
端切れは必要ですか?
MOCVD によって c 面上に成長させた GaN の場合、0.2 度近くの小さなオフカットが一般的です。プロセスがステップ構造の影響を受けない場合は、公称オンアクシス ウェーハの方が入手しやすく、通常は安価です。
苏公网安备32041102000130号