As-grown safir boule ingot krystal ky-metoden
Detaljeret diagram
Oversigt
A safirkugleer en stor, uændret enkeltkrystal af aluminiumoxid (Al₂O₃), der fungerer som opstrøms råmateriale til safirwafere, optiske vinduer, slidstærke dele og ædelstensslibning. MedMohs 9 hårdhed, fremragende termisk stabilitet(smeltepunkt ~2050 °C), ogbredbåndsgennemsigtighedFra UV til mellem-IR er safir det førende materiale, hvor holdbarhed, renhed og optisk kvalitet skal sameksistere.
Vi leverer farveløse og dopede safir-boules produceret ved hjælp af industrielt dokumenterede vækstmetoder, optimeret tilGaN/AlGaN-epitaksi, præcisionsoptik, ogindustrielle komponenter med høj pålidelighed.
Hvorfor Sapphire Boule fra os
-
Krystalkvalitet først:lav intern spænding, lavt boble-/stribeindhold, tæt orienteringskontrol til nedstrøms slicing og epitaksi.
-
Procesfleksibilitet:KY/HEM/CZ/Verneuil vækstmuligheder for at balancere størrelse, stress og omkostninger for din applikation.
-
Skalerbar geometri:Cylindriske, gulerodsformede eller blokformede boules med brugerdefinerede flader, frø-/endebehandlinger og referenceplaner.
-
Sporbar og gentagelig:batchregistreringer, metrologirapporter og godkendelseskriterier, der er afstemt efter dine specifikationer.
Vækstteknologier
-
KY (Kyropoulos):Stor diameter, lavspændings-boules; foretrukket til epi-grade wafere og optik, hvor dobbeltbrydningsensartethed er vigtig.
-
HEM (varmevekslermetoden):Fremragende termiske gradienter og spændingskontrol; attraktiv til tyk optik og førsteklasses epi-råmateriale.
-
Tjekkiet (Czochralski):Stærk kontrol over orientering og reproducerbarhed; et godt valg til ensartet udskæring med højt udbytte.
-
Verneuil (Flame-Fusion):Omkostningseffektiv, høj gennemløbshastighed; velegnet til generel optik, mekaniske dele og præforme til ædelstensmaterialer.
Krystalorientering, geometri og størrelse
-
Standardretninger: c-plan (0001), A-plan (11-20), r-plan (1-102), m-plan (10-10); specialbyggede fly tilgængelige.
-
Orienteringsnøjagtighed:≤ ±0,1° ved Laue/XRD (strammere på forespørgsel).
-
Former:cylindriske eller gulerodslignende boules, firkantede/rektangulære blokke og stænger.
-
Typisk kuvertstørrelse: Ø30–220 mm, længde 50–400 mm(større/mindre laves på bestilling).
-
Slut-/referencefunktioner:så-/endefladebearbejdning, referenceflader/hak og referencepunkter til nedstrøms justering.
Materiale- og optiske egenskaber
-
Sammensætning:Enkeltkrystal Al₂O₃, råmaterialerenhed ≥ 99,99%.
-
Densitet:~3,98 g/cm³
-
Hårdhed:Mohs 9
-
Brydningsindeks (589 nm): nₒ≈ 1,768,nₑ≈ 1,760 (negativ enakset; Δn ≈ 0,008)
-
Transmissionsvindue: UV til ~5 µm(afhængig af tykkelse og urenheder)
-
Varmeledningsevne (300 K):~25 W·m⁻¹·K⁻¹
-
CTE (20–300 °C):~5–8 × 10⁻⁶ /K (orienteringsafhængig)
-
Youngs modul:~345 GPa
-
Elektrisk:Meget isolerende (volumenmodstand typisk ≥ 10¹⁴ Ω·cm)
Karakterer og muligheder
-
Epitaksi-grad:Ultralave bobler/striber og minimeret spændingsdobbeltbrydning for GaN/AlGaN MOCVD-wafere med høj udbytte (2-8 tommer og derover downstream).
-
Optisk kvalitet:Høj intern transmission og homogenitet for vinduer, linser og IR-visningsporte.
-
Generel/mekanisk kvalitet:Holdbart, omkostningsoptimeret råmateriale til urglas, knapper, sliddele og huse.
-
Doping/farve:
-
Farveløs(standard)
Cr:Al₂O₃(rubin),Ti:Al₂O₃(Ti: safir) præforme
Andre kromoforer (Fe/Ti) på forespørgsel
-
Applikationer
Halvleder: Substrater til GaN LED'er, mikro-LED'er, power HEMT'er, RF-enheder (safirwafer-råmateriale).
Optik og fotonik: Højtemperatur-/trykvinduer, IR-visningsporte, laserhulrumsvinduer, detektordæksler.
Forbruger og wearables: Urkrystaller, kameralinsedæksler, fingeraftrykssensordæksler, førsteklasses udvendige dele.
Industri og luftfart: Dyser, ventilsæder, tætningsringe, beskyttelsesvinduer og observationsporte.
Laser-/krystalvækst: Ti:safir- og rubinværter fra dopede kugler.
Oversigtsdata (typisk, til reference)
| Parameter | Værdi (typisk) |
|---|---|
| Komposition | Enkeltkrystal Al₂O₃ (≥ 99,99 % renhed) |
| Orientering | c / a / r / m (specialfremstillet på forespørgsel) |
| Indeks @ 589 nm | nₒ≈ 1,768,nₑ≈ 1.760 |
| Transmissionsrækkevidde | ~0,2–5 µm (tykkelsesafhængig) |
| Termisk ledningsevne | ~25 W·m⁻¹·K⁻¹ (300 K) |
| CTE (20–300 °C) | ~5–8 × 10⁻⁶/K |
| Youngs modul | ~345 GPa |
| Tæthed | ~3,98 g/cm³ |
| Hårdhed | Mohs 9 |
| Elektrisk | Isolerende; volumenmodstand ≥ 10¹⁴ Ω·cm |
Fremstillingsproces for safirwafer
-
Krystalvækst
Højrent aluminiumoxid (Al₂O₃) smeltes og dyrkes til en enkelt safirkrystalbarre ved hjælp afKyropoulos (KY) or Czochralski (CZ)metode. -
Forarbejdning af barrer
Barren bearbejdes til en standardform — beskæring, diameterformning og endefladebearbejdning. -
Udskæring
Safirbarren skæres i tynde vafler ved hjælp af endiamantwiresav. -
Dobbeltsidet lapning
Begge sider af waferen overlappes for at fjerne savmærker og opnå ensartet tykkelse. -
Udglødning
Vaflerne er varmebehandlet tilfrigør indre stressog forbedre krystalkvaliteten og gennemsigtigheden. -
Kantslibning
Waferkanterne er skråskåret for at forhindre afskalning og revner under videre bearbejdning. -
Montering
Wafere monteres på bærere eller holdere til præcisionspolering og inspektion. -
DMP (Dobbeltsidet mekanisk polering)
Waferoverfladerne er mekanisk polerede for at forbedre overfladeglatheden. -
CMP (Kemisk Mekanisk Polering)
Et fint poleringstrin, der kombinerer kemiske og mekaniske virkninger for at skabe enspejllignende overflade. -
Visuel inspektion
Operatører eller automatiserede systemer kontrollerer for synlige overfladefejl. -
Planhedsinspektion
Fladhed og tykkelsesensartethed måles for at sikre dimensionel præcision. -
RCA-rensning
Standard kemisk rengøring fjerner organiske, metalliske og partikelformige forurenende stoffer. -
Rengøring af skrubber
Mekanisk skrubning fjerner resterende mikroskopiske partikler. -
Inspektion af overfladefejl
Automatiseret optisk inspektion registrerer mikrodefekter såsom ridser, huller eller kontaminering.

-
Krystalvækst
Højrent aluminiumoxid (Al₂O₃) smeltes og dyrkes til en enkelt safirkrystalbarre ved hjælp afKyropoulos (KY) or Czochralski (CZ)metode. -
Forarbejdning af barrer
Barren bearbejdes til en standardform — beskæring, diameterformning og endefladebearbejdning. -
Udskæring
Safirbarren skæres i tynde vafler ved hjælp af endiamantwiresav. -
Dobbeltsidet lapning
Begge sider af waferen overlappes for at fjerne savmærker og opnå ensartet tykkelse. -
Udglødning
Vaflerne er varmebehandlet tilfrigør indre stressog forbedre krystalkvaliteten og gennemsigtigheden. -
Kantslibning
Waferkanterne er skråskåret for at forhindre afskalning og revner under videre bearbejdning. -
Montering
Wafere monteres på bærere eller holdere til præcisionspolering og inspektion. -
DMP (Dobbeltsidet mekanisk polering)
Waferoverfladerne er mekanisk polerede for at forbedre overfladeglatheden. -
CMP (Kemisk Mekanisk Polering)
Et fint poleringstrin, der kombinerer kemiske og mekaniske virkninger for at skabe enspejllignende overflade. -
Visuel inspektion
Operatører eller automatiserede systemer kontrollerer for synlige overfladefejl. -
Planhedsinspektion
Fladhed og tykkelsesensartethed måles for at sikre dimensionel præcision. -
RCA-rensning
Standard kemisk rengøring fjerner organiske, metalliske og partikelformige forurenende stoffer. -
Rengøring af skrubber
Mekanisk skrubning fjerner resterende mikroskopiske partikler. -
Inspektion af overfladefejl
Automatiseret optisk inspektion registrerer mikrodefekter såsom ridser, huller eller kontaminering. 
Safir Boule (enkeltkrystal Al₂O₃) — Ofte stillede spørgsmål
Q1: Hvad er en safir-boule?
A: En nyudviklet enkeltkrystal af aluminiumoxid (Al₂O₃). Det er den opstrøms "barre", der bruges til at fremstille safirwafere, optiske vinduer og slidstærke komponenter.
Q2: Hvordan relaterer en boule sig til wafers eller windows?
A: Boule-materialet orienteres → skåret → overlappes → poleres for at producere epi-grade wafere eller optiske/mekaniske dele. Ensartetheden af kilde-boulen påvirker i høj grad udbyttet i det efterfølgende produktionsforløb.
Q3: Hvilke vækstmetoder er tilgængelige, og hvordan adskiller de sig?
A: KY (Kyropoulos)ogSØMstort udbytte,lavstressendeboules — foretrukket til epitaksi og avanceret optik.CZ (Czochralski)tilbyder fremragendeorienteringskontrolog ensartethed fra parti til parti.Verneuil (flammefusion) is omkostningseffektivtil generel optik og præforme til ædelstensmaterialer.
Q4: Hvilke retninger leverer I? Hvilken nøjagtighed er typisk?
A: c-plan (0001), a-plan (11-20), r-plan (1-102), m-plan (10-10)og told. Orienteringsnøjagtighed typisk≤ ±0,1°verificeret af Laue/XRD (strammere på forespørgsel).
Optiske krystaller med ansvarlig intern skrothåndtering
Alle vores safirkugler er fremstillet efteroptisk kvalitet, hvilket sikrer høj transmission, tæt homogenitet og lave inklusions-/boble- og dislokationstætheder til krævende optik og elektronik. Vi kontrollerer krystalorientering og dobbeltbrydning fra frø til boule, med fuld sporbarhed og konsistens på tværs af serier. Dimensioner, orienteringer (c-, a-, r-plan) og tolerancer kan tilpasses dine behov for downstream-slicing/polering.
Det er vigtigt at bemærke, at ethvert materiale, der ikke lever op til specifikationen, erbehandlet udelukkende interntgennem en lukket arbejdsgang – sorteret, genbrugt og bortskaffet ansvarligt – så du får pålidelig kvalitet uden håndterings- eller overholdelsesbyrder. Denne tilgang reducerer risiko, forkorter leveringstider og understøtter dine bæredygtighedsmål.
| Vægtbånd for barre (kg) | 2″ | 4″ | 6″ | 8″ | 12″ | Noter |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10–30 | Egnet | Egnet | Begrænset/muligt | Ikke typisk | Ikke brugt | Småformatsskæring; 15 cm afhænger af den brugbare diameter/længde. |
| 30–80 | Egnet | Egnet | Egnet | Begrænset/muligt | Ikke typisk | Bred anvendelse; lejlighedsvise 20 cm pilotgrunde. |
| 80–150 | Egnet | Egnet | Egnet | Egnet | Ikke typisk | God balance til 6-8″ produktion. |
| 150–250 | Egnet | Egnet | Egnet | Egnet | Begrænset/F&U | Understøtter indledende 12" forsøg med stramme specifikationer. |
| 250–300 | Egnet | Egnet | Egnet | Egnet | Begrænset/strengt specificeret | Høj volumen 8″; selektive 12″ løb. |
| >300 | Egnet | Egnet | Egnet | Egnet | Egnet | Grænseskala; 12″ mulig med streng ensartethed/udbyttekontrol. |











