Thỏi sapphire có thể được cung cấp bởi PAM-XIAMEN, một trong những nhà sản xuất thỏi sapphire. Thành phần hóa học là nhôm và bao gồm ba nguyên tử oxy và hai nguyên tử nhôm liên kết cộng hóa trị với nhau. Cấu trúc tinh thể sapphire là một cấu trúc mạng tinh thể lục giác, và mặt cắt thường được sử dụng có định hướng A, định hướng C và định hướng R. Nó có các đặc tính của tốc độ âm thanh cao, khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn, độ cứng cao, độ truyền ánh sáng cao và điểm nóng chảy cao (2050 ℃). Do đó, sapphire nguyên chất boule được sử dụng để sản xuất chất nền sapphire dùng cho mạch bán dẫn, laze và chất nội ô. Và nó thường được sử dụng làm thành phần quang học, thiết bị hồng ngoại, vật liệu bức xạ radium cường độ cao và vật liệu mặt nạ.
1. Thông số kỹ thuật của Sapphire Ingot
PAM170412-S
Số 1:
| Chất liệu | Thỏi Sapphire |
| Đường kính của thỏi | 3 ± 0,05 inch |
| Chiều dài thỏi | 25 ± 1 mm |
| Khuyết điểm (lỗ chân lông, chip, đôi, v.v.) | ≤ 10% |
| EPD | ≤1000 / cm2 |
| Surface Định hướng | (0001) (trên trục: ± 0,25 °) |
| Bề mặt | như cắt |
| Căn hộ chính và căn hộ phụ | Cần thiết |
Số 2:
| Chất liệu | Thỏi Sapphire |
| Đường kính của thỏi | 4 ± 0,05 inch |
| Chiều dài thỏi | 25 ± 1 mm |
| Khuyết điểm (lỗ chân lông, chip, đôi, v.v.) | ≤ 10% |
| EPD | ≤1000 / cm2 |
| Surface Định hướng | (0001) (trên trục: ± 0,25 °) |
| Bề mặt | như cắt |
| Căn hộ chính và căn hộ phụ | Cần thiết |
2. Về sự tăng trưởng của tinh thể Sapphire
Quá trình tăng trưởng của tinh thể sapphire có năm bước chính: làm đầy tinh thể hạt giống-nấu chảy-hình thành các thỏi phát triển. Trong quá trình sinh trưởng của tinh thể hạt, việc kiểm soát nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng của tinh thể. Hiện tại, các phương pháp tăng trưởng tinh thể chính của sapphire chủ yếu bao gồm: Kyrgyzstan (KY), Czochralski (CZ), Heat Exchange Method (HEM) và Edge Defined Film-Feed Growth (EFG). Trong số đó, phương pháp Kyrgyzstan và phương pháp trao đổi nhiệt là những công nghệ chủ đạo trên thị trường vì chúng có thể nuôi cấy các tinh thể sapphire với khối lượng lớn. Phương pháp Kyrgyzstan chiếm thị phần lớn nhất trên 70%, tiếp theo là phương pháp trao đổi nhiệt.
So sánh các đặc điểm phát triển thỏi sapphire khác nhau được hiển thị trong bảng:
| Phương pháp phát triển | Ưu điểm | Nhược điểm | đặc điểm |
| Ky | Hàm lượng tạp chất thấp và tính đồng nhất tốt | Hoạt động phức tạp và sử dụng tinh thể thấp | Tinh 31-200kg, chu kỳ không quá hai tuần |
| CZ | Quá trình sinh trưởng của tinh thể dễ quan sát, thời gian sinh trưởng ngắn, hình dạng đều đặn | Kích thước hạn chế và chi phí cao | Thích hợp để chuẩn bị các tinh thể có chiều dài lớn hơn đường kính |
| HEM | Quy trình ổn định và kích thước lớn | Chu kỳ sinh trưởng dài, giá thành cao, đơn tinh thể kém dễ nứt vỡ, không thích hợp làm nền LED | Khi áp dụng cho các sản phẩm điện tử tiêu dùng, vật liệu được lấy và hình dạng có thể được tùy chỉnh |
| EFG | Tăng trưởng tinh thể nhanh (1-4cm / h), chi phí thấp | Chuẩn bị quy trình phức tạp và phức tạp để xây dựng thiết bị | Phương pháp này thích hợp cho các cửa sổ hiển thị, cửa sổ đồng hồ và chất nền bán dẫn nhỏ |
3. Tiêu chuẩn công nghiệp cho thanh Sapphire đơn tinh thể
Thỏi tinh thể sapphire có độ tinh khiết cao α -Al2O3, và tổng hàm lượng tạp chất của nó phải nhỏ hơn 100 mg / kg.
Đối với chất lượng tinh thể, tinh thể sapphire không màu phải là tinh thể đơn trong phạm vi đường kính hiệu quả, mật độ sai lệch phải nhỏ hơn 104 chiếc / cm2và giá trị nửa chiều rộng (FWHM) của đường cong hàm tinh thể kép phải nhỏ hơn 30arcsec.
Phương pháp tăng trưởng được sử dụng để chuẩn bị phôi phải phù hợp với hợp đồng giữa hai bên.
Hướng bề mặt của mặt kính sapphire tổng hợp và hướng của mặt phẳng chuẩn phải đáp ứng các yêu cầu của Bảng 1.
Bảng 1 Định hướng bề mặt và Định hướng Mặt phẳng Tham chiếu
| Mục | Các yêu cầu | |||
| Surface Định hướng | mặt phẳng c (0001) ± 0,15 ° | Mặt phẳng R (1102) ± 0,15 | a-mặt phẳng (1120) ± 0,15 ° | m-mặt phẳng (1010) ± 0,15 ° |
| Hướng mặt phẳng tham chiếu | mặt phẳng a (1120) ± 0,3 ° hoặc mặt phẳng m (1010) ± 0,3 ° | Hình chiếu của trục c trên mặt phẳng (1120) được quay 45 ° ± 0,3 ° ngược chiều kim đồng hồ (như thể hiện trong hình bên dưới) | Mặt phẳng c (0001) ± 0,3 ° hoặc mặt phẳng R (1102) ± 0,3 ° | mặt phẳng c (0001) ± 0,3 ° |
Định hướng của mặt phẳng tham chiếu chính của tinh thể sapphire mặt phẳng R
Kích thước và độ lệch cho phép của thỏi tinh thể đơn sapphire phải đáp ứng các yêu cầu của Bảng 2. Nếu người mua có các yêu cầu khác về kích thước và độ lệch cho phép, chúng có thể được thương lượng giữa nhà cung cấp và người mua và được ghi rõ trong hợp đồng.
Bảng 2 Kích thước và độ lệch cho phép (mm)
| Mục | Yêu cầu | ||
| Đường kính | 50,9 + 0,2 / 0 | 100,1 + 0,2 / 0 | 150,1 + 0,2 / 0 |
| Noãn sào | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| Cylindricity | 0,03 / 100 | 0,05 / 100 | 0,05 / 100 |
| Kích thước bề mặt tham chiếu | 16,0 ± 1,0 | 31 ± 1,0 | 47,5 ± 1,0 |
Các khuyết tật của mặt kính sapphire để bán phải đáp ứng các yêu cầu của Bảng 3.
Bảng 3 khiếm khuyết
| Khuyết tật | Yêu cầu |
| Sụp mép, bong bóng, bao bọc, các hạt phân tán và những thứ khác | 15% tổng chiều dài |
| Khảm, ghép | Không ai |
| Bộ tán xạ ánh sáng cục bộ | Không ai |
Ngoài ra, độ truyền ánh sáng của tinh thể đơn sapphire trong dải tần 410 nm ~ 780 nm phải đạt 85% trở lên. Các yêu cầu kỹ thuật đặc biệt của thỏi sapphire sẽ do nhà cung cấp và người mua thương lượng và sẽ được ghi rõ trong hợp đồng.
Xin lưu ý: thông thường, yêu cầu sản xuất thỏi sapphire đơn tinh thể của PAM-XIAMEN-một công ty chế tác sapphire sẽ cao hơn tiêu chuẩn ngành.
4. Đo ứng suất của Sapphire đơn tinh thể bằng cách sử dụng Máy đo ứng suất
Sơ đồ nguyên lý của máy đo ứng suất
Đầu tiên, đặt thiết bị trong phòng nửa tối, không có nguồn sáng trực tiếp để hoạt động;
Thứ hai, cắm nguồn đèn vào nguồn điện xoay chiều 220V;
Sau đó, đặt mẫu trên nền tảng để được thử nghiệm; và đối với mẫu chưa được đánh bóng, nhỏ dầu khúc xạ lên bề mặt trên và dưới;
Cuối cùng, di chuyển thanh tinh thể sapphire đến trung tâm của nguồn sáng và xác nhận rằng đầu dò thử sẽ quét các vị trí khác nhau trên bề mặt tinh thể sapphire để xác định xem có các khuyết tật như ứng suất, khảm, sinh đôi, v.v.
Các tinh thể không căng thẳng được hiển thị dưới dạng:
Các tinh thể nhúng được hiển thị trong hình:
Các tinh thể ứng suất nhẹ và ứng suất lớn được thể hiện trong sơ đồ:
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email victorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.