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Plaquettes de saphir synthétique monocristallin
Le saphir monocristallin est une variété transparente de corindon minéral (oxyde d'aluminium Al2O3). Les couleurs sont dues à de petites quantités d'impuretés dans le cristal. Il existe des plaquettes de saphir synthétique monocristallin poli, des fenêtres en saphir, des substrats en saphir, des plaquettes de saphir ultrafines et des plaquettes de saphir de qualité optique.
Il existe près d'une douzaine de méthodes de croissance cristalline modifiées uniques revendiquées, utilisées pour produire du saphir. Parmi les plus populaires, citons
- Czochralski (CZ)
- Méthode de l'échangeur de chaleur (HEM)
- Kyropoulos également connu sous le nom de Kyropolos ou Kyropulos(KY)
- Film alimenté défini par les bords (EFG)
- Congélation par gradient vertical (VGF)
- Méthode de cristallisation dirigée horizontale (HDC)
Les utilisations courantes du saphir sont les suivantes :
- Substrat LED
- Écrans de smartphones
- Appareil photo de l'objectif des smartphones
- Les applications optiques spécialisées. Fenêtres, lentilles, prismes, etc.
- Objectif d'un appareil photo et d'une caméra vidéo
- Écrans protégés boucliers
- Applications horlogères
- Montres intelligentes telles que l'"iWatch".
- Verre saphir de protection blindé pour fenêtres d'équipements militaires et d'appareils spéciaux
- Plaques de saphir comme éléments de blindage balistique pour véhicules
- Fenêtre de protection individuelle
- Endoprothèse
- Boîtiers de protection et dômes
Le saphir se décline en 3 plans principaux. Le plan R, le plan C et le plan A (le plan M est également disponible) :
Substrats saphir à plan C
Les substrats polis en saphir dans le plan C (orientation 0001) sont utilisés pour la croissance du GaN et d'autres composés III-V et II-VI lors de la fabrication de DEL. Les autres applications comprennent les détecteurs infrarouges, le tellurure de mercure et de cadmium, les supports de plaquettes et l'optique en général.
| Matériau | Saphir cultivé par Czochralski (>=99,995% Al2O3 monocristallin de haute pureté). | |
| Orientation de la surface | Orientation de la surface C-Plane (0001), également appelée 0 degrés, hors M (1-100) 0,2°, 0,3° . D'autres coupes sont disponibles. | |
| Cristallinité | Pas de preuve visuelle de glissement, de jumeaux, de lignée ou de fractures | |
| Diamètre extérieur | 50,8 mm ± 0,1 mm, 76,2 mm ± 0,25 mm, 100,0 mm ± 0,4 mm, 150,0 mm ± 0,5 mm | |
| Épaisseur typique | 500μm ± 10μm, 430μm ± 10μm, 330μm ± 15μm | |
| Planéité typique de la surface | <25μm, depending on thickness | |
| Arc de surface typique | <25μm, depending on thickness | |
| Biseau de surface typique | <25μm, depending on thickness | |
| Longueur du plat primaire | 16 mm ± 1 mm, 22 mm ± 1 mm, 32,5 mm ± 1 mm | |
| Emplacement principal de l'appartement | Parallèle à l'axe M, à 0,2 ° près | |
| Bords | Les bords des substrats sont rectifiés. | |
| Finition de la surface de la face avant | A smooth, polished surface finish suitable for epitaxy. No visible scratches, pits, dimples or contamination allowed. Ra typically <0.20nm. | |
| Finition de la surface arrière | Cela dépend si la plaquette est polie d'un seul côté ou d'un double côté. SSP : Finesse du meulage, Ra généralement compris entre 0,4 et 1,5μm. DSP : poli. | |
| Note | D'autres orientations de plaquettes sont disponibles, notamment le plan R (1 -1 0 2), le plan A (1 1 -2 0) et le plan M (1 -1 0 0). |
Plaques de saphir à plan R
Le saphir à plan R (1-102), 57,6 degrés par rapport au plan C, est le matériau préféré pour le silicium sur saphir utilisé dans les semi-conducteurs, les micro-ondes et les transducteurs de pression. Les applications typiques des plaques de silicium sur saphir sont les suivantes :
- Fabrication de dispositifs actifs à base de silicium sur la face supérieure
- Fabrication de dispositifs laser de surface
- Polissage de la face arrière de la plaquette SOS pour fabriquer un dispositif optique sur la face en silicium
- Gravure de la face en silicium pour utiliser le saphir comme plaquette standard SEMI ou comme support de plaquette.
| Matériau | Saphir cultivé par Czochralski (>=99,995% Al2O3 monocristallin de haute pureté). | |
| Orientation de la surface | Orientation de la surface R-Plane (1 1 0 2). Surface orientée à 2 degrés près. Des découpes sont disponibles. | |
| Cristallinité | Pas de preuve visuelle de glissement, de jumeaux, de lignée ou de fractures | |
| Diamètre extérieur | 50,8 mm ± 0,1 mm, 76,2 mm ± 0,25 mm, 100,0 mm ± 0,4 mm, 125,0 mm ± 0,4 mm, 150,0 mm ± 0,5 mm | |
| Épaisseur standard | 625μm ± 10μm, 500μm ± 10μm, 430μm ± 10μm, 330μm ± 15μm | |
| Planéité typique de la surface | <25μm, depending on thickness | |
| Arc de surface typique | <25μm, depending on thickness | |
| Biseau de surface typique | <25μm, depending on thickness | |
| Longueur du plat primaire | 16 mm ± 1 mm, 22 mm ± 1 mm, 32,5 mm ± 1 mm, 42,5 mm ± 2,5 mm | |
| Emplacement principal de l'appartement | 45 degrés ± 2° par rapport à la projection de l'axe c dans le plan r | |
| Bords | Les bords des substrats sont rectifiés. | |
| Finition de la surface de la face avant | Finition de surface lisse et polie convenant à l'épitaxie. Aucune rayure, piqûre, fossette ou contamination visible n'est autorisée. Ra typiquement < 0,20nm. | |
| Finition de la surface arrière | Cela dépend si la plaquette est polie d'un seul côté ou d'un double côté. SSP : Finesse du meulage, Ra généralement compris entre 0,4 et 1,5μm. DSP : poli. | |
| Note | D'autres orientations de plaquettes sont disponibles, notamment le plan A (1 1 -2 0), le plan C (0 0 0 1) et le plan M (1 -1 0 0). |
Plaques de saphir à plan A
Les substrats de saphir à plan A sont utiles pour les applications microélectroniques hybrides nécessitant une constante diélectrique uniforme et des caractéristiques hautement isolantes. Cette orientation peut également être utilisée pour la croissance de supraconducteurs à haut Tc. La disponibilité de finitions de surface au niveau de l'angström permet de réaliser des interconnexions fines de modules hybrides.
| Matériau | Saphir cultivé par Czochralski (>=99,995% Al2O3 monocristallin de haute pureté). | |
| Orientation | Orientation de la surface dans le plan A (1 1 -2 0), également appelée 90 degrés. Surface orientée à 0,3 degrés près. D'autres découpes sont disponibles. | |
| Cristallinité | Pas de preuve visuelle de glissement, de jumeaux, de lignée ou de fractures | |
| Diamètre extérieur | 50,8 mm ± 0,1 mm, 76,2 mm ± 0,25 mm, 100,0 mm ± 0,4 mm, 150,0 mm ± 0,5 mm | |
| Épaisseur | 500μm ± 10μm, 430μm ± 10μm, 330μm ± 15μm | |
| Planéité de la surface | <25μm, depending on thickness | |
| Arc de surface | <25μm, depending on thickness | |
| Cône de surface | <25μm, depending on thickness | |
| Longueur du plat primaire | 16 mm ± 1 mm, 22 mm ± 1 mm, 32,5 mm ± 1 mm | |
| Emplacement principal de l'appartement | Parallèle à l'axe C <0 0 1>à 0,2 ° près | |
| Bords | Les bords des substrats sont rectifiés. | |
| Finition de la surface de la face avant | Finition de surface lisse et polie convenant à l'épitaxie. Aucune rayure, piqûre, fossette ou contamination visible n'est autorisée. Ra typiquement < 0,20nm. | |
| Finition de la surface arrière | Cela dépend si la plaquette est polie d'un seul côté ou d'un double côté. SSP : Finesse du meulage, Ra généralement compris entre 0,4 et 1,5μm. DSP : poli. | |
| Note | D'autres orientations de plaquettes sont disponibles, notamment le plan R (1 -1 0 2), le plan C (0 0 0 1) et le plan M (1 -1 0 0). |
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