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Substrato de oblea de cuarzo

Os substratos de oblea de cuarzo son obleas feitas principalmente de cuarzo de alta pureza (SIO₂), moi utilizada en semiconductores, optoelectrónica, sistemas microelectromecánicos (MEMS), dispositivos ópticos e outros campos. A continuación móstrase unha introdución detallada aos substratos da oblea de cuarzo

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Descrición

Propiedades dos materiais

(1) Alta pureza: normalmente feita a partir de cuarzo sintético (por exemplo, sílice fundida), con pureza extremadamente alta (maior ou igual a 99,99%) e mínimas impurezas para evitar que afecten o rendemento do dispositivo.
(2) Estabilidade térmica: baixo coeficiente de expansión térmica (≈0,55 × 10⁻⁶/ grao) e resistencia a alta temperatura (punto de suavización ~ 1600 graos), adecuado para procesos de alta temperatura.
(3) Rendemento óptico: rango de transmisión ampla (UV a IR), cunha transmisión excepcional UV, ideal para fotomasks, lentes, etc.
(4) Inerencia química: resistente aos ácidos e álcalis (excepto o ácido hidrofluórico), adecuado para procesos de gravado húmido.
(5) Electrical Insulation : High resistivity (>10¹⁶ ω · cm), ideal para os substratos illantes ou dispositivos de alta frecuencia.

Aplicacións

Fabricación de semiconductores

Substratos de fotomask

Compoñentes de litografía EUV

Transportistas de procesamento de obleas

Fotónica e optoelectrónica

Substratos de guía de ondas ópticas

Montaxe de diodos láser

Compoñentes de computación cuántica

Aplicacións especializadas

Bases de resonador MEMS

Óptica de telescopio espacial

Sistemas láser de alta enerxía

Proceso de fabricación

① Síntese de materias primas: producida mediante deposición de vapor (por exemplo, oxidación sicl₄) ou purificación do cuarzo natural.
② Fundición e formación: fusión de alta temperatura seguida de arrefriarse en lingotes ou debuxar directamente ás varillas.
③ Corte: cortado en obleas finas usando serras de fío de diamantes ou corte láser.
④ Moer e pulir: o pulido mecánico químico (CMP) consegue unha suavidade a nivel de nanómetro.
⑤ Limpeza e inspección: eliminación de partículas e contaminantes metálicos, seguida de defectos e probas de parámetros.

Propiedades

Propiedades físicas	Valores
Pureza	＞99.99%
Densidade	2,2g/cm³
Transparencia	＞90%
Dureza de mohs	5.5--6.5
Punto de deformación	1280 graos
Punto de suavización	1750 grao
Punto de recocido	1250 graos
Calor específico (20 - 350 grao)	670J/kg. grao
Condutividade térmica (20 graos)	1,4W/m. grao
Condutividade da calor (w/mk, 1000 graos)	1.0-1.2
Índice de refracción	1.4585
Coeficiente de expansión térmica	5.510 ^-7cm/cm. grao
Temperatura de traballo quente	1750 ~ 2050 grao
Temperatura do servizo a curto prazo	1450 graos
Temperatura do servizo a longo prazo	1100 graos

Propiedades químicas	Valores
Resistente ao ácido	Ácido forte (excepto HF), álcali forte, solución orgánica
Altas temperaturas resistentes á corrosión	Excelente
Contido de impureza metálica	＜ 5 ppm

Propiedades eléctricas	Valores
Resistividade	710⁷Ω.cm
Forza de illamento	250 ~ 400kV/cm
Constante dieléctrica	3.7~3.9
Coeficiente de absorción dieléctrica	＜410-4
Coeficiente de perda dieléctrica	＜110-4

Propiedades mecánicas	Valores
Forza de compresión	1100MPA
Forza de flexión	67MPA
Resistencia á tracción	48mpa
Relación de Poisson	0.14~0.17
Módulo de Young	72000MPA
Módulo de cizalladura	31000MPA