La fabrication de substrats de saphir de 8 pouces est un processus complexe et précis qui implique plusieurs étapes clés. Dans un premier temps, la poudre d’oxyde d’aluminium de haute pureté (Al₂O₃) est utilisée comme matière première pour assurer la pureté et la qualité du matériau. Ensuite, des cristaux simples de saphir sont cultivés à partir de l’oxyde d’aluminium fondu en utilisant des techniques de croissance des cristaux telles que la méthode Czochralski (CZ), la méthode Kyropoulos (KY), ou la méthode d’échangeur de chaleur (HEM). Ce procédé nécessite un contrôle rigoureux de la température et des vitesses de refroidissement pour obtenir des cristaux simples de haute qualité.

Ensuite, une scie à plusieurs fils est utilisée pour couper le grand cristallin de saphir en tranches circulaires d’épaisseur uniforme. Des fils diamantés et des fluides de coupe appropriés sont utilisés pour minimiser les dommages pendant le processus de coupe. Les plaquettes coupées subissent ensuite un broyage grossier et un broyage fin pour éliminer les dommages à la surface et obtenir l’épaisseur et la planéité désirées. Le meulage grossier utilise généralement des roues diamantées à gros grain, tandis que le meulage fin utilise des roues diamantées à plus petit grain. Par la suite, un procédé de planarisation mécanique chimique (CMP) est utilisé pour polir la surface de la plaquette pour obtenir une finition miroir lisse et sans rayures. Des fluides de polissage et des tampons sont utilisés, avec un contrôle minutieux de la pression et de la vitesse de polissage, pour obtenir des surfaces de haute qualité. Après polissage, les plaquettes sont soumises à un nettoyage ultrasonique pour éliminer les fluides de polissage et les particules résiduelles. La microscopie optique, la microscopie par Force atomique (AFM) et la Diffraction des rayons x (DRX) sont ensuite utilisées pour évaluer la qualité de la surface et l’intégrité structurelle. Selon les exigences, le wafer' S surface arrière peut subir un traitement de rugosité pour améliorer l’adhérence aux couches épitaxiales ultérieures ou être soumis à des revêtements arrière spécifiques. Enfin, les substrats de saphir finis sont soumis à une inspection de qualité rigoureuse pour assurer une épaisseur uniforme, une finesse de surface et l’intégrité des cristaux. Des paramètres tels que la rugosité de surface, le gauchissement et le nombre de particules sont méticuleusement mesurés pour assurer la qualité du produit. Les substrats de saphir qualifiés sont ensuite emballés de manière propre pour prévenir la contamination et les dommages pendant le transport et le stockage, et expédiés selon les spécifications du client. Grâce à ces étapes, des substrats de saphir de haute qualité de 8 pouces peuvent être produits pour des applications dans les led, les RFICs et d’autres domaines. Veuillez vous référer aux images suivantes pour un processus détaillé.

Les caractéristiques clés des substrats de saphir de 8 pouces incluent les aspects suivants:

Dimensions et forme: diamètre: 200 ± 0,2 mm, épaisseur: 1600± 25 um (réglable). Forme du bord: circulaire, avec/sans biseautage. Planéité: dans les 5 µm.

Orientation du cristal: les orientations communes sont le plan c (0001), le plan a (11-20) et le plan r (1-102), avec une précision de ± 0,1 ° ou mieux.

Qualité de Surface: rugosité de Surface (Ra) < 0,3 nm. Des surfaces polies comme des miroirs. Déformation < 15 µm, inclinant < 10 µm, variation d’épaisseur totale (TTV) < 10 µm.

Résistance mécanique: suffisant pour éviter la casse ou les dommages pendant le traitement.

Transmittance: transmittance élevée à travers le spectre UV à proche ir, variant selon l’application.

Impuretés et défauts: haute pureté, impuretés au niveau de PPM. Défauts de cristal minimisés pour l’intégrité.

Parallélisme et perpendicularité: parallélisme à moins de 5 µm, perpendicularité bord à surface dans des limites spécifiées.

Traitement de Surface arrière:Rugueux ou enduit pour l’adhésion à des couches épitaxiales ou des applications spécifiques.

Marquage et Identification:Numéros de lot gravés ou gravés au laser, marqueurs d’orientation pour la traçabilité.

Référez-vous au tableau pour les spécifications détaillées.

Ces spécifications garantissent que les substrats de saphir présentent d’excellentes performances et une fiabilité dans des applications telles que les led, les RFICs et les appareils optoélectroniques. Différentes applications peuvent avoir des exigences spécifiques pour ces spécifications, et par conséquent, des spécifications précises peuvent être ajustées en fonction des besoins du client. En adhérant à des processus de fabrication stricts et en contrôlant les spécifications clés, des substrats de saphir de haute qualité de 8 pouces peuvent être produits pour répondre aux besoins de diverses applications avancées.

Le prochain article couvrira spécifiquement les applications des substrats de saphir de 8 pouces, en discutant de leurs utilisations pratiques dans différents domaines et les défis techniques connexes.

Liens de produits connexes

Saphir substrat Wafer