12-дюймовая сапфировая пластина: C-плоскость SSP / DSP, оптоэлектронные приборы, 12 дюймов, промышленный класс

Обзор продукта

Сапфировая пластина диаметром 12 дюймов (300 мм) представляет собой высококачественную широкоформатную модель в секторе сапфировых подложек. Он изготавливается из синтетического монокристаллического оксида алюминия высокой чистоты от 4N5 до 5N (α-Al₂O₃) с использованием монокристаллических слитков, выращенных с помощью передовых процессов, таких как метод Киропулоса, с последующими процедурами полупроводникового класса, включая многопроволочную нарезку, прецизионную притирку и химико-механическую полировку (CMP).Являясь основой большого размера для полупроводниковой промышленности третьего поколения, он полностью совместим со стандартными 12-дюймовыми линиями по производству полупроводников. Эффективная эпитаксиальная площадь на пластину примерно в 9 раз больше, чем у 4-дюймовой пластины, и в 2,25 раза больше, чем у 8-дюймовой пластины, что значительно увеличивает выход чипов на партию и значительно снижает стоимость подложки на чип. Этот продукт преодолевает технические трудности, такие как однородность роста кристаллов большого размера, глобальный контроль плоскостности и устойчивость к короблению в условиях высокотемпературных процессов, и служит основным вспомогательным материалом для массового производства мини-/микро-светодиодных дисплеев следующего поколения и крупноформатных силовых устройств GaN.

Основные технические характеристики

1.Сверхбольшой формат для массового производства

Большой диаметр 300 мм позволяет значительно увеличить площадь подложки. Он совместим со стандартным 12-дюймовым эпитаксионным оборудованием MOCVD и внутренними производственными линиями полупроводников, что позволяет более чем в два раза увеличить производительность чипов за партию по сравнению с 8-дюймовыми пластинами и значительно амортизировать износ оборудования и производственные затраты. Это основное направление технической модернизации для снижения затрат и повышения эффективности в оптоэлектронной и силовой промышленности.

2. Монокристаллический материал высокой чистоты и однородности.

Монокристаллы выращиваются из сырья оксида алюминия высокой чистоты со строгим контролем аксиального и радиального распределения примесей в слитках большого размера, что обеспечивает постоянство кристаллической структуры и равномерную плотность дислокаций по всей пластине. Он решает такие проблемы, как сегрегация компонентов и неравномерное напряжение, часто встречающиеся в кристаллах сапфира большого размера, а также гарантирует постоянство эпитаксиального роста и производительности устройства на всей пластине.

3. Высокотемпературная термическая стабильность для большого формата.
Благодаря температуре плавления 2050 ℃ кристаллическая структура остается стабильной в условиях высокотемпературной эпитаксии 1000–1200 ℃. Благодаря регулированию напряжений при росте кристаллов и обработке процессов снятия напряжений он эффективно подавляет коробление и деформацию пластин большого размера во время высокотемпературных циклических процессов, обеспечивая однородность роста эпитаксиального слоя и выход устройства.

4. Отличная электрическая изоляция и диэлектрические свойства.
Сапфир собственной чистоты имеет удельное сопротивление при комнатной температуре более 10¹⁴ Ом·см, отличную электрическую изоляцию и сверхнизкие диэлектрические потери. Он обеспечивает надежную электрическую изоляцию между устройствами, подавляет утечку и перекрестные помехи в условиях высокого напряжения и соответствует требованиям к производительности высоковольтных силовых устройств на основе GaN и высокочастотных радиочастотных устройств.

5. Сверхточный контроль плоскостности поверхности по всей пластине.

Доступны процессы как односторонней полировки (SSP), так и двухсторонней полировки (DSP). Эпитаксиальная поверхность достигает плоскостности на атомном уровне за счет CMP с шероховатостью полированной поверхности Ra ≤ 0,2 нм. Ориентируясь на характеристики 12-дюймового большого формата, глобальное изменение общей толщины (TTV), изгиб и деформация специально контролируются, с превосходной однородностью плоскостности по всей пластине, что полностью соответствует требованиям крупноформатного эпитаксиального выращивания MOCVD.

6. Превосходная химическая и плазменная стойкость
Сапфир обладает чрезвычайно сильной химической инертностью, нерастворим в большинстве кислот, щелочей и органических растворителях при комнатной температуре. Он может выдерживать суровые технологические условия, такие как плазменное травление, влажная очистка и высокотемпературный отжиг при производстве полупроводников, с минимальными коррозионными повреждениями и выпадением частиц на поверхность, обеспечивая чистоту процесса и долгосрочную надежность устройства.

7. Несколько ориентаций кристаллов и полная настройка параметров

Ориентация C-плоскости (0001) входит в стандартную комплектацию, но также доступны специальные ориентации, включая A-плоскость, R-плоскость и M-плоскость, с настраиваемыми характеристиками отклонения угла. Такие параметры, как толщина пластины, фаска кромки, надрез и чистота поверхности, можно настроить в соответствии с требованиями заказчика, адаптируясь к различным процессам устройства и стандартам оборудования.

8. Высокая механическая прочность и совместимость со стандартными процессами.

Твердость 9 по шкале Мооса обеспечивает превосходную механическую жесткость и устойчивость к изгибу. Процессы снятия фасок и снятия напряжений оптимизированы для пластин большого размера, что позволяет им выдерживать различные процедуры последующей обработки, такие как утонение, нарезка кубиками, формирование рисунка PSS и металлизация, а также адаптироваться к потокам обработки и обработки стандартного 12-дюймового полупроводникового оборудования.

Стандартные характеристики

Типичные применения

1. Оптоэлектронная область дисплея: эпитаксиальный рост крупногабаритных мини-/микро-светодиодных чипов, линии массового производства высококачественных дисплейных панелей.
2. Силовая полупроводниковая отрасль: 12-дюймовые высоковольтные силовые устройства на основе GaN, чипы быстрой зарядки, крупномасштабное массовое производство автомобильной силовой электроники.
3. Область интегральных схем: радиочастотные интегральные схемы кремний-на-сапфире (SOS), совместимые с 12-дюймовыми высокочастотными микроэлектронными устройствами.
4. Поле оптического окна: крупногабаритные высокоточные оптические окна, окна обнаружения инфракрасного излучения, специальные компоненты оптической защиты.
5. Специальная электроника: высокотемпературные электронные устройства, радиационно-стойкие электронные компоненты аэрокосмического класса, крупногабаритные подложки для МЭМС-сенсоров.

Контроль качества

Для 12-дюймовых пластин большого размера создана специальная система полного контроля качества полупроводникового уровня. Для каждой партии проводится многомерная проверка всей пластины, и может быть предоставлен полный сертификат анализа (COA). Основные элементы проверки включают в себя: проверку точности размеров и однородности толщины по всей пластине, проверку отклонения ориентации кристалла, глобальное сканирование плоскостности и шероховатости, визуальный контроль картирования дефектов по всей пластине, испытания на чистоту и поверхностное напряжение, проверку качества кромок и герметичности упаковки, обеспечение согласованности параметров и надежность процесса крупногабаритных продуктов.

Часто задаваемые вопросы

В чем основная разница между 12-дюймовыми сапфировыми пластинами и меньшими 6-дюймовыми/8-дюймовыми пластинами?

12-дюймовая (300 мм) пластина обеспечивает гораздо большую полезную эпитаксиальную площадь — примерно в 2,25 раза больше, чем у 8-дюймовой пластины, и в 9 раз больше, чем у 4-дюймовой пластины. Он совместим со стандартными 12-дюймовыми линиями по производству полупроводников и высокопроизводительными реакторами MOCVD, что значительно увеличивает производительность партии чипов и снижает стоимость единицы чипа. Он предназначен для крупномасштабного массового производства мини-/микро-светодиодных дисплеев и высоковольтных силовых устройств на основе GaN, в то время как 6/8-дюймовые пластины более широко используются для исследований и разработок, мелко- и среднесерийного производства и обычных светодиодных линий.

Можно ли настроить толщину 12-дюймовых сапфировых пластин?

Да. Стандартные варианты толщины включают 800 мкм, 1000 мкм и 1200 мкм, а толщина может быть изготовлена ​​по индивидуальному заказу в соответствии с технологическими требованиями заказчика. TTV, дуга и основа строго контролируются для всех вариантов толщины, чтобы гарантировать плоскостность всей пластины и совместимость с технологическими процессами.

Предлагаете ли вы ориентацию кристаллов, отличную от C-плоскости (0001), и можно ли отрегулировать угол наклона?

    Да. Помимо стандартной ориентации C-плоскости для эпитаксии GaN-светодиодов и силовых устройств, ориентация A-плоскости, R-плоскости и M-плоскости доступна для SOS RF-устройств, неполярных GaN-устройств и специальных оптических приложений. Точный угол отклонения также можно настроить в соответствии с чертежами заказчика или требованиями эпитаксиального процесса для оптимизации качества эпитаксиальной пленки и производительности устройства.

Можно ли применить дополнительную обработку, такую ​​как нанесение рисунка PSS или металлизацию, к 12-дюймовым пластинам?

    Да. Доступны дополнительные услуги, включая нанесение рисунка PSS/NPSS, полную или локальную металлизацию задней стороны, прецизионное снятие фасок по кромкам и ультратонкое утонение пластин. Реализация зависит от размеров модели, материалов покрытия, толщины пластины и необходимой механической прочности.

Как контролируется коробление 12-дюймовых сапфировых пластин большого размера при высокотемпературных процессах? 

    Коробление контролируется по всей производственной цепочке. Мы оптимизируем напряжение роста кристаллов во время роста слитков, снимаем остаточное напряжение во время притирки и полировки, а также применяем прецизионные конструкции для снятия фасок на кромках. Перед доставкой строго проверяются параметры изгиба и деформации, чтобы гарантировать стабильность размеров и равномерный эпитаксиальный рост в условиях высокотемпературных процессов MOCVD.

Поддерживаете ли вы заказы на небольшие партии прототипов 12-дюймовых сапфировых пластин?

Да. Принимаются количества прототипов, пробные партии в лабораторном масштабе и заказы на замену при техническом обслуживании. Цены и время выполнения заказа будут оцениваться на основе индивидуальных параметров, сложности обработки и требуемого уровня качества.

Сопутствующие товары

Сапфировый корпус часов Al2O3 Прозрачный классический круглый с AR-покрытием

Труба сапфирового стекла коррозионностойких трубок предохранения от термопары прозрачная