ARメガネ用のバルクシリコン炭化物

Bulk silicon carbide (SiC) has become an emerging high-performance waveguide material due to its optical properties, mechanical strength, and thermal stability, especially suitable for use in augmented reality (AR) glasses, which have strict optical display requirements. PAM-XIAMEN can produce optical grade bulk SiC wafers for use as waveguide materials in AR glasses. For quotations, please contact our sales team at [email protected].

1. Specifications of Optical Grade SiC Wafers

1.1 4″ SiC Optical Wafer

アイテム	SiC Optical Wafer
直径	99.5-100mm
厚さ	500/700±10μm
ポリタイプ	4H
Surface Orientation	<0001>
Surface Orientation Off-Angle	0°/1°/4°±0.5°
プライマリ フラット方向	parallel to <11-20>±1°
一次平坦長さ	32.5±1.5mm
Secondary Flat Position	Si-face, 90° CW from primary flat ±5°
二次平坦長さ	18±1.5mm
LTV*	≤1μm（40*40mm）
TTV*	≤2μm
BOW*	-5μm~5μm
Warp*	≤10μm
Micropipe Density*	≤0.1ea/cm2
Visible Carbon Density	None
表面仕上げ	Double Side CMP
Surface Defects	10-5
Orange peel/pits/stains/striations/cracks/contamination*	None
Edge chips/indents/pinholes	None
Polytype areas	None
Roughness	Ra≤0.5nm(10*10μm）
レーザーマーキング	C-face, 1mm (from top edge)
Edge	Chamfer
Refractive Index	>2.65@589nm
Absorption	<0.5%@450-650nm
Haze	<0.3%@visible
Packaging	Epi-ready with nitrogen/vacuum packing, multi/single-wafer cassette
Notes: “NA” means no request; “*” requires EE3mm

 

1.2 6″ 4H-SiC Optical Substrate

アイテム	4H-SiC Optical Wafer
直径	150±0.2mm
厚さ	500/700±10μm
ポリタイプ	4H
Surface Orientation	<0001>
Surface Orientation Off-Angle	0°/1°/4°±0.5°
Notch Orientation	<1-100>±1°
ノッチ深さ	1~1.25mm
ノッチ角	90+5/-1°
LTV*	≤1.5μm（40*40mm）
TTV*	≤2.5μm
BOW*	-5μm~5μm
Warp*	≤10μm
Micropipe Density*	≤0.2ea/cm2
Visible Carbon Density	None
表面仕上げ	Double Side CMP
Surface Defects	10-5
Orange peel/pits/stains/striations/cracks/contamination*	None
Edge chips/indents/pinholes	None
Polytype areas	None
Roughness	Ra≤0.5nm(10*10μm）
レーザーマーキング	C-face, SEMI font, notch position to the right
Edge	Chamfer
Refractive Index	>2.65@589nm
Absorption	<0.5%@450-650nm
Haze	<0.3%@visible
Packaging	Epi-ready with nitrogen/vacuum packing, multi/single-wafer cassette
Notes: “NA” means no request; “*” requires EE3mm

 

1.3 8″ Optical Grade 4H-SiC Substrate

アイテム	4H-SiC Optical Wafer
直径	200±0.2mm
厚さ	500/700±10μm
ポリタイプ	4H
Surface Orientation	<0001>
Surface Orientation Off-Angle	0°/1°/4°±0.5°
Notch Orientation	<1-100>±1°
ノッチ深さ	1~1.25mm
ノッチ角	90+5/-1°
LTV	≤2μm（40*40mm）
TTV	≤3μm
弓	-5μm~5μm
ワープ	≤15μm
Micropipe Density	≤1ea/cm2
Visible Carbon Density	None
表面仕上げ	Double Side CMP
Surface Defects	10-5
Orange peel/pits/stains/striations/cracks/contamination*	None
Edge chips/indents/pinholes	None
Polytype areas	None
Roughness	Ra≤0.5nm(10*10μm）
レーザーマーキング	C-face, above the notch, SEMI Standard
Edge	Chamfer
Refractive Index	>2.65@589nm
Absorption	<0.5%@450-650nm
Haze	<0.3%@visible
Packaging	Epi-ready with nitrogen/vacuum packing, multi/single-wafer cassette
Notes: “NA” means no request; “*” requires EE3mm

2. What Is 強化されたR現実?

ARは、物理的な世界とコンピューター生成された3D要素と融合するインタラクティブなエクスペリエンスを提供します。このコンテンツは、視力、音、タッチ、固有受容、臭いなど、さまざまな感覚モダリティを誘導できます。 ARは、実際の環境と仮想環境の統合、リアルタイムの相互作用、仮想および物理オブジェクトの正確な3Dアライメントの3つの基本コンポーネントによって特徴付けられます。上に階層化された感覚情報は、強化（つまり、自然環境に追加）または不明瞭（つまり、自然環境の側面を非表示にする）を強化することができます。その結果、ARは現実と仮想性のスペクトル内で重要な技術です。最近、バルク炭化物ベースのARメガネが正常に準備されており、SICの使用は、耐久性、光学性能、ユーザーの快適性を組み合わせたARテクノロジーの大幅な進歩を表し、拡張現実デバイスの将来の開発への道を開いています。

3. Why Use Bulk Silicon Carbide Wafer to Fabricate AR Glasses?

バルクSICシングルクリスタルウェーハを使用してARメガネを製造する理由は、光学的透明性、高屈折率、熱安定性、高温抵抗性能、機械的強度、耐摩耗性などの視点から説明されています。

3.1 オプティカル T透明性炭化ケイ素バルクの

バルクシリコン炭化物クリスタルは、広いスペクトル範囲にわたって非常に低い吸収係数を持ち、効率的な光透過を可能にします。シリコン炭化物材料は、安定した光学性能を示し、いくつかのガラス材料のように光学的アーティファクトや迷光を発する傾向がありません。より純粋で正確な画像を提示し、視覚的な干渉を減らし、ユーザーの視覚的快適性を向上させることができます。この機能により、ARメガネはさまざまな照明条件下で高品質の仮想画像を送信する必要があるため、ARメガネの光学導波路用途に特に適しています。 SICの透明性は、その結晶構造と密接に関連しています。一般的に使用される炭化シリコンの結晶構造の中で、4H-SICと6H-SICは、大きなバンドギャップ幅と低光吸収係数のため、光学装置で最も広く使用されている構造タイプになりました。

3.2高いR効果的な私インデックスSiCの

屈折率が高い材料は、光の完全な内部反射をより効果的に実現し、導波路の伝播中の光の漏れを減らし、したがって光伝達効率を向上させることができます。 1550 nmの波長では、炭化シリコンの屈折率は約2.6であり、これはガラス（1.5）やLinbo3（2.3）などの従来の光学導波路材料よりも大きな利点があります。この高い屈折率インデックスにより、バルクSIC導波路が光学信号をより厳密に閉じ込め、モードの損失を減らし、ARメガネのディスプレイモジュールの明るさと解像度を高めることができます。シリコン炭化物半導体材料は、近赤外領域に見えるような、広いスペクトル範囲にわたって低光吸収係数を持っています。 ARメガネの場合、これは、マルチバンドの光学ディスプレイをサポートできることを意味し、デバイスが異なる照明条件下で明確で明るい仮想画像を提供できるようにします。

3.3熱Pの特性単結晶SiCの

炭化シリコンには、高い熱伝導率と高い融点を含む優れた熱特性があります。これらの特性により、炭化シリコンは高温環境で光学的安定性を維持できます。

3.4機械式S強さとW耳R抵抗バルクSiCの

炭化シリコンのMOHS硬度は9.5に達し、2番目のダイヤモンドに達し、非常に高い機械的強度と耐摩耗性があります。他の光学導波路材料と比較して、炭化シリコンは、外部の物理的影響と環境摩耗に抵抗する上で大きな利点があります。

3.5 Good Processing Performance on Bulk Silicon Carbide

シリコン炭化物材料は、VRメガネの複雑な形状とサイズの要件を満たし、レンズの品質とパフォーマンスを確保するために高精度処理を実現できる、蒸気堆積、炭素還元シリコン合成などのさまざまな処理技術を通じて形成できます。さらに、さまざまなユーザーのパーソナライズされたニーズを満たすために、屈折率、厚さ、形状、その他のパラメーターの調整など、さまざまなVRデバイスの要件と設計要件に従って、シリコン炭化物ウェーハのカスタマイズされた生産を実行できます。

4. Advantages of SiC Optical Waveguide

炭化シリコン（SIC）光学導波路は、拡張現実（AR）アプリケーションでの優れた性能でますます認識されています。 SICのユニークな特性は、視覚体験を向上させるだけでなく、従来の素材が直面するいくつかの技術的課題にも対処します。このセクションでは、SIC導波路を次世代の光学ディスプレイの説得力のある選択肢にする主な利点を強調しています。

4.1 LARGEr Fの畑VIEWより鮮明な画質

大きな視野から、単一層炭化物の導波路は、従来の高解体指数ガラス導波路よりも多くのフルカラーイメージングをサポートできます。

図1光学波路反射原理の概略図

4.2 効率的O光学的Dプレイ

強化された視野に基づいて、シリコン炭化物導波路の効率的な光学ディスプレイ機能は、ユーザーエクスペリエンスをさらに最適化します。シリコン炭化物の波動管の高い屈折率と低損失特性により、ARメガネの光学表示機能が大幅に向上します。 ARメガネのディスプレイモジュールは、複雑な光学環境で明確な仮想画像を提供する必要があります。シリコン炭化物材料は、光感染のより高い輝度とコントラストをサポートし、ユーザーがさまざまな環境で一貫した視覚体験をすることができるようにすることができます。特に、高解像度のホログラフィック画像とビデオディスプレイの場合、炭化シリコンの材料の低分散特性は、画像の歪みを減らし、画質を向上させることができます。

4.3 小型化とL軽量化

ARメガネの小型化と軽量化に向かう​​傾向があるため、従来の導波路材料は、効率的な光学ディスプレイを達成しながらサイズと重量を削減する方法のボトルネックに直面しています。バルクシリコン炭化物の高い屈折率は、より小さな幾何学的構造でより多くの光学信号を送信できるようにするため、光学性能を犠牲にすることなく導波路の厚さを薄く設計できます。これは、メーカーがより軽量のARメガネを設計して、ユーザーの快適性を高めることができることを意味します。

4.4 サーマル MマネジメントとHIGH Power

高輝度ディスプレイ、高速プロセッサ、高出力バッテリーなど、ますます多くの機能がARメガネに統合されており、デバイスの熱管理により需要が高くなります。炭化シリコン材料の熱伝導率は非常に高く、従来の導波路材料よりもはるかに高くなっているため、光源領域から熱をより効果的に消散させ、過熱による導波路の性能分解を防ぐことができます。さらに、シリコン炭化物材料の高温の安定性と酸化抵抗により、高出力光源アプリケーションで長期間信頼性と安定性を維持し、機器のサービス寿命を延ばすことができます。

研究や産業用アプリケーションのためにSICウェーハが必要な場合は、メールでお問い合わせください[email protected] と [email protected].