Lingote de zafiro monocristalino

Lingote de zafiro monocristalino

PAM-XIAMEN, uno de los fabricantes de lingotes de zafiro, puede ofrecer lingotes de zafiro. La composición química es alúmina y está compuesta por tres átomos de oxígeno y dos átomos de aluminio unidos covalentemente. La estructura de cristal de zafiro es una estructura de celosía hexagonal, y la sección de uso común tiene orientación A, orientación C y orientación R. Tiene las propiedades de alta velocidad del sonido, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, alta dureza, alta transmitancia de luz y alto punto de fusión (2050 ℃). Por lo tanto, la bola de zafiro puro se utiliza para producir sustrato de zafiro para circuitos semiconductores, láser y endoprótesis. Y se utiliza a menudo como componentes ópticos, dispositivos infrarrojos, materiales de radiación de radio de alta intensidad y materiales de máscara.

lingote de zafiro

1. Especificaciones del lingote de zafiro

PAM170412-S

No. 1:

Materiales Lingote de zafiro
Diámetro del lingote 3 ± 0,05 pulgadas
Longitud del lingote 25 ± 1 milímetro
Defecto (poro, chip, gemelo, etc.) ≤ 10%
EPD ≤ 1000 / cm2
Orientación de superficie (0001) (en el eje: ± 0,25 °)
Superficie como corte
Pisos primarios y secundarios Necesario

 

No. 2:

Materiales Lingote de zafiro
Diámetro del lingote 4 ± 0,05 pulgadas
Longitud del lingote 25 ± 1 milímetro
Defecto (poro, chip, gemelo, etc.) ≤ 10%
EPD ≤ 1000 / cm2
Orientación de superficie (0001) (en el eje: ± 0,25 °)
Superficie como corte
Pisos primarios y secundarios Necesario

 

2. Acerca del crecimiento del cristal de zafiro

El proceso de crecimiento del cristal de zafiro tiene cinco pasos principales: lingotes de formación de crecimiento de fusión de llenado de cristal de semilla. En el proceso de crecimiento de los cristales de semillas, el control de la temperatura tiene un impacto significativo en la calidad del cristal. En la actualidad, los principales métodos de crecimiento de cristales de zafiro incluyen principalmente: Kirguistán (KY), Czochralski (CZ), Método de intercambio de calor (HEM) y Crecimiento alimentado por película definida por bordes (EFG). Entre ellos, el método de Kirguistán y el método de intercambio de calor son las tecnologías principales en el mercado porque pueden producir cristales de zafiro de gran volumen. El método de Kirguistán tiene la mayor cuota de mercado de más del 70%, seguido por el método de intercambio de calor.

La comparación de varias características de crecimiento de los lingotes de zafiro se muestra en la tabla:

Método de crecimiento Ventajas Desventajas Características
Kentucky Bajo contenido de impurezas y buena uniformidad. Operación compleja y baja utilización de cristales Crystal 31-200kg, ciclo no más de dos semanas
CZ El proceso de crecimiento del cristal es fácil de observar, el período de crecimiento es corto y la forma es regular. Tamaño limitado y alto costo Adecuado para preparar cristales cuya longitud sea mayor que el diámetro.
DOBLADILLO Proceso estable y gran tamaño. Ciclo de crecimiento largo, alto costo, monocristal pobre fácil de romper, no apto para sustrato LED Cuando se aplica a productos electrónicos de consumo, se toma el material y la forma se puede personalizar
EFG Crecimiento de cristales rápido (1-4 cm / h), bajo costo Preparación de procesos complejos y sofisticados para la construcción de equipos Este método es adecuado para vitrinas, vidrieras y sustratos semiconductores pequeños.

 

3. Normas industriales para varillas de zafiro monocristalino

El lingote de cristal de zafiro es α-Al2O3 de alta pureza y su contenido total de impurezas debe ser inferior a 100 mg / kg.

Para la calidad del cristal, el cristal de zafiro incoloro debe ser de un solo cristal dentro del rango de diámetro efectivo, la densidad de dislocación debe ser inferior a 104 piezas / cm2, y el valor de la mitad de ancho (FWHM) de la curva de guiñada del doble cristal debe ser menor que 30 arcseg.

El método de crecimiento utilizado para preparar el lingote deberá estar de acuerdo con el contrato entre las dos partes.

La orientación de la superficie de la bola de zafiro sintético y la orientación del plano de referencia deben cumplir los requisitos de la Tabla 1.

Tabla 1 Orientación de la superficie y orientación del plano de referencia

Artículo Requisitos
Orientación de superficie plano c (0001) ± 0,15 ° Plano R (1102) ± 0,15 plano a (1120) ± 0,15 ° plano m (1010) ± 0,15 °
Orientación del plano de referencia plano a (1120) ± 0,3 ° o plano m (1010) ± 0,3 ° La proyección del eje c en el plano (1120) se gira 45 ° ± 0,3 ° en sentido antihorario (como se muestra en la figura siguiente) plano c (0001) ± 0,3 ° o plano R (1102) ± 0,3 ° plano c (0001) ± 0,3 °

 

Orientación del cristal de zafiro en el plano R

Orientación del plano de referencia principal del cristal de zafiro del plano R

El tamaño y la desviación permitida del lingote de cristal único de zafiro deben cumplir con los requisitos de la Tabla 2. Si el comprador tiene otros requisitos para las dimensiones y las desviaciones permitidas, pueden negociarse entre el proveedor y el comprador e indicarse en el contrato.

Tabla 2 Dimensiones y desviaciones permitidas (mm)

Artículo Requisito
Diámetro 50,9 + 0,2 / 0 100,1 + 0,2 / 0 150,1 + 0,2 / 0
Ovalidad 0.05 0.05 0.05
Cilindricidad 0.03 / 100 0.05 / 100 0.05 / 100
Tamaño de la superficie de referencia 16,0 ± 1,0 31 ± 1,0 47,5 ± 1,0

 

Los defectos de la bola de zafiro a la venta deberán cumplir con los requisitos de la Tabla 3.

Tabla 3 Defectos

Defectos Requisito
Colapso de bordes, burbujas, envolturas, dispersión de partículas y otros 15% de la longitud total
Mosaico, hermanamiento Ninguno
Dispersor de luz localizado Ninguno

 

Además, la transmitancia de luz del monocristal de zafiro en la banda de 410 nm ~ 780 nm debe alcanzar el 85% o más. Los requisitos técnicos especiales del lingote de zafiro serán negociados por el proveedor y el comprador, y se indicarán en el contrato.

Tenga en cuenta: por lo general, el requisito para la producción de lingotes de zafiro monocristalino por PAM-XIAMEN, una empresa de procesamiento de zafiro, será más alto que los estándares de la industria.

4. Stress Measurement of Sapphire Single Crystal by Using Stress Meter

Schematic Diagram of Stress Meter

Schematic Diagram of Stress Meter

Firstly, place the instrument in a semi-dark room with no direct light source to work;

Secondly, plug the light source into the 220V AC power supply;

Then, put the sample on the platform to be tested; and for the unpolished sample, drop refracting oil on the upper and lower surfaces;

Finally, move the sapphire crystal rod to the center of the light source, and confirm that the test probe scans different positions on the surface of the sapphire crystal to determine whether there are defects such as stress, mosaic, twins, etc.

The stress-free crystals are shown as:

stress-free sapphire crystal

The embedded crystals are shown in the figure:

embedded sapphire ingot

The slightly stressed and large-stressed crystals are shown in diagrams:

sapphire ingot with slight stresssapphire ingot with large stress

Para obtener más información, contáctenos por correo electrónico a victorchan@powerwaywafer.com y powerwaymaterial@gmail.com.

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