Quarz-Wafer-Substrat
Quarzwafer-Substrate sind Wafer, die hauptsächlich aus hochreinem Quarz (SiO₂) bestehen und häufig in Halbleitern, Optoelektronik, mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), optischen Geräten und anderen Bereichen eingesetzt werden.
Beschreibung
Materialeigenschaften
- Hohe Reinheit:Typischerweise aus synthetischem Quarz (z. B. Quarzglas) hergestellt, mit extrem hoher Reinheit (größer oder gleich 99,99 %) und minimalen Verunreinigungen, um eine Beeinträchtigung der Geräteleistung zu vermeiden.
- Thermische Stabilität:Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (≈0,55×10⁻⁶/Grad) und hohe-Temperaturbeständigkeit (Erweichungspunkt ~1600 Grad), geeignet für Hochtemperaturprozesse.
- Optische Leistung:Großer Transmissionsbereich (UV bis IR) mit außergewöhnlicher UV-Durchlässigkeit, ideal für Fotomasken, Linsen usw.
- Chemische Inertheit:Beständig gegen Säuren und Laugen (außer Flusssäure), geeignet für Nassätzverfahren.
- Elektrische Isolierung:High resistivity (>10¹⁶ Ω·cm), ideal zum Isolieren von Substraten oder Hochfrequenzgeräten.
Anwendungen
Halbleiterfertigung
- Fotomaskensubstrate
- EUV-Lithographiekomponenten
- Wafer-Verarbeitungsträger
Photonik und Optoelektronik
- Optische Wellenleitersubstrate
- Laserdiodenmontage
- Quantencomputing-Komponenten
Spezialanwendungen
- MEMS-Resonatorbasen
- Optik eines Weltraumteleskops
- Hochenergie-Lasersysteme
Herstellungsprozess
- Rohstoffsynthese:Hergestellt durch Aufdampfen (z. B. SiCl₄-Oxidation) oder Reinigung von natürlichem Quarz.
- Schmelzen und Formen:Hoch-Schmelzen mit anschließender Abkühlung in Barren oder direktes Ziehen in Stäbe.
- Schneiden:Mit Diamantdrahtsägen oder Laserschneiden in dünne Scheiben geschnitten.
- Schleifen und Polieren:Durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) wird eine Glätte im Nanometerbereich erreicht.
- Reinigung und Inspektion:Entfernung von Partikeln und Metallverunreinigungen, gefolgt von Fehler- und Parameterprüfung.
Eigenschaften
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Physikalische Eigenschaften |
Werte |
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Reinheit |
＞99.99% |
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Dichte |
2,2 g/cm3 |
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Transparenz |
＞90% |
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Mohs-Härte |
5.5--6.5 |
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Verformungspunkt |
1280 Grad |
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Erweichungspunkt |
1750 Grad |
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Glühpunkt |
1250 Grad |
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Spezifische Wärme (20 - 350 Grad) |
670J/kg. Grad |
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Wärmeleitfähigkeit (20 Grad) |
1,4 W/m. Grad |
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Wärmeleitfähigkeit (w/mk, 1000 Grad) |
1.0-1.2 |
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Brechungsindex |
1.4585 |
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Wärmeausdehnungskoeffizient |
5.510 -7cm/cm. Grad |
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Heiße - Arbeitstemperatur |
1750–2050 Grad |
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Kurzfristige - Betriebstemperatur |
1450 Grad |
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Langzeit-Betriebstemperatur - |
1100 Grad |
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Chemische Eigenschaften |
Werte |
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Säurebeständig |
Starke Säure (außer HF), starkes Alkali, organische Lösung |
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Korrosionsbeständig bei hohen Temperaturen |
Exzellent |
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Gehalt an Metallverunreinigungen |
<5 ppm |
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Elektrische Eigenschaften |
Werte |
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Widerstand |
7107Ω.cm |
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Isolationsstärke |
250~400 kV/cm |
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Dielektrizitätskonstante |
3.7~3.9 |
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Dielektrischer Absorptionskoeffizient |
＜410-4 |
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Dielektrischer Verlustkoeffizient |
＜110-4 |
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Mechanische Eigenschaften |
Werte |
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Druckfestigkeit |
1100 MPa |
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Biegefestigkeit |
67 MPa |
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Zugfestigkeit |
48 MPa |
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Poissonzahl |
0.14~0.17 |
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Elastizitätsmodul |
72000 MPa |
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Schermodul |
31000 MPa |
FAQ
F1: Wie groß ist die maximal verfügbare Quarzwafer-Substratgröße?
A: Standardproduktion bis zu 300 mm Durchmesser, wobei 450 mm-Prototypen für Forschung und Entwicklung verfügbar sind.
F2: Können Sie maßgeschneiderte Dickenprofile bereitstellen?
A: Ja - wir können produzieren:
- Keilwafer (für Laseranwendungen)
- Präzise konische Designs
- Mesa-strukturierte Oberflächen
F3: Welches Reinigungsprotokoll empfehlen Sie?
A: Standard-RCA-Reinigungsprozess:
1. Organische Entfernung (H₂SO₄:H₂O₂)
2. Ionische Reinigung (HCl:H₂O₂)
3. HF-zuletzt für hydrophile Oberfläche
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