Metoda ky z ingotů z krystalů safíru a pěstovaných boule
Podrobný diagram
Přehled
A safírová bouleje velký, vyrostlý monokrystal oxidu hlinitého (Al₂O₃), který slouží jako vstupní surovina pro safírové destičky, optická okna, otěruvzdorné díly a broušení drahokamů.Tvrdost podle Mohse 9, vynikající tepelná stabilita(bod tání ~2050 °C) atransparentnost širokopásmového připojeníOd UV po střední infračervené záření je safír referenčním materiálem, kde musí koexistovat odolnost, čistota a optická kvalita.
Dodáváme bezbarvé a dopované safírové kuličky vyrobené osvědčenými metodami růstu, optimalizované proGaN/AlGaN epitaxe, přesná optikaavysoce spolehlivé průmyslové komponenty.
Proč safírová koule od nás
-
Kvalita krystalů na prvním místě:nízké vnitřní napětí, nízký obsah bublin/strií, přesná kontrola orientace pro následné řezání a epitaxi.
-
Flexibilita procesu:Možnosti růstu v KY/HEM/CZ/Verneuil pro vyvážení velikosti, stresu a nákladů pro vaši aplikaci.
-
Škálovatelná geometrie:válcové, mrkvovité nebo blokové koule s vlastními ploškami, úpravami semen/konců a referenčními rovinami.
-
Sledovatelné a opakovatelné:záznamy o šaržích, metrologické zprávy a kritéria přijetí sladěné s vaší specifikací.
Technologie růstu
-
KY (Kyropoulos):Velké průměry, nízkopásmové kuličky; vhodné pro epi-grade destičky a optiku, kde je důležitá rovnoměrnost dvojlomu.
-
HEM (metoda tepelného výměníku):Vynikající teplotní gradienty a kontrola napětí; atraktivní pro silnou optiku a prémiový epi vstupní materiál.
-
CZ (Czochralski):Silná kontrola orientace a reprodukovatelnosti; dobrá volba pro konzistentní krájení s vysokým výtěžkem.
-
Verneuil (fúze plamenem):Cenově výhodné, vysoká propustnost; vhodné pro běžnou optiku, mechanické díly a polotovary drahokamů.
Orientace, geometrie a velikost krystalů
-
Standardní orientace: c-rovina (0001), letadlo (11-20), r-rovina (1-102), m-rovina (10-10)k dispozici jsou zakázková letadla.
-
Přesnost orientace:≤ ±0,1° měřeno Laueovou metodou/XRD (přesnější na vyžádání).
-
Tvary:válcové nebo mrkvovité koule, čtvercové/obdélníkové bloky a tyče.
-
Typická velikost obálky: Ø30–220 mm, délka 50–400 mm(větší/menší na zakázku).
-
Koncové/referenční funkce:obrábění čelních ploch/semen, referenční plošky/zářezy a referenční značky pro následné zarovnání.
Materiál a optické vlastnosti
-
Složení:Monokrystalický Al₂O₃, čistota suroviny ≥ 99,99 %.
-
Hustota:~3,98 g/cm³
-
Tvrdost:Mohsův 9.
-
Index lomu (589 nm): nₒ≈ 1,768,nₑ≈ 1,760 (záporná jednoosá; Δn ≈ 0,008)
-
Přenosové okno: UV do ~5 µm(závisí na tloušťce a nečistotách)
-
Tepelná vodivost (300 K):~25 W·m⁻¹·K⁻¹
-
Součinitel tepelné roztažnosti (20–300 °C):~5–8 × 10⁻⁶ /K (závislé na orientaci)
-
Youngův modul:~345 GPa
-
Elektrický:Vysoce izolační (objemový odpor typicky ≥ 10¹⁴ Ω·cm)
Stupně a možnosti
-
Stupeň epitaxe:Ultranízký počet bublin/strií a minimalizovaný dvojlom napětí pro vysoce výtěžné GaN/AlGaN MOCVD destičky (2–8 palců a více po proudu).
-
Optická třída:Vysoká vnitřní propustnost a homogenita pro okna, čočky a infračervené výřezy.
-
Obecná/mechanická třída:Odolný, cenově optimalizovaný vstupní materiál pro výrobu sklíček hodinek, knoflíků, opotřebitelných dílů a pouzder.
-
Doping/Barva:
-
Bezbarvý(norma)
Cr:Al₂O₃(rubín),Ti:Al₂O₃(Ti:safírové) předlisky
Jiné chromofory (Fe/Ti) na vyžádání
-
Aplikace
Polovodič: Substráty pro GaN LED, mikro-LED, výkonové HEMT tranzistory, VF součástky (vstupní surovina pro safírové destičky).
Optika a fotonika: Okna pro vysoké teploty/tlaky, infračervené průzory, okna laserových dutin, kryty detektorů.
Spotřební elektronika a nositelná elektronika: Kryty hodinek, kryty objektivů fotoaparátů, kryty snímačů otisků prstů, prémiové vnější díly.
Průmysl a letecký průmysl: Trysky, sedla ventilů, těsnicí kroužky, ochranná okénka a pozorovací otvory.
Laserový/krystalový růst: Ti:safírové a rubínové hostitele z dopovaných koulí.
Přehledná data (typická, pro referenci)
| Parametr | Hodnota (typická) |
|---|---|
| Složení | Monokrystalický Al₂O₃ (čistota ≥ 99,99 %) |
| Orientace | c / a / r / m (na vyžádání) |
| Index při 589 nm | nₒ≈ 1,768,nₑ≈ 1,760 |
| Dosah přenosu | ~0,2–5 µm (v závislosti na tloušťce) |
| Tepelná vodivost | ~25 W·m⁻¹·K⁻¹ (300 K) |
| Součinitel tepelné roztažnosti (20–300 °C) | ~5–8 × 10⁻⁶/K |
| Youngův modul | ~345 GPa |
| Hustota | ~3,98 g/cm³ |
| Tvrdost | Mohsův 9. |
| Elektrický | Izolační; objemový odpor ≥ 10¹⁴ Ω·cm |
Výrobní proces safírových destiček
-
Růst krystalů
Vysoce čistý oxid hlinitý (Al₂O₃) se taví a vypěstuje do jediného ingotu safírového krystalu pomocíKyropoulos (KY) or Czochralski (CZ)metoda. -
Zpracování ingotů
Ingot se obrábí do standardního tvaru – ořezávání, tvarování průměru a opracování čelní plochy. -
Krájení
Safírový ingot se krájí na tenké plátky pomocídiamantová lanová pila. -
Oboustranné lapování
Obě strany destičky jsou přeplátovány, aby se odstranily stopy po pile a dosáhlo se rovnoměrné tloušťky. -
Žíhání
Oplatky jsou tepelně zpracovány tak, abyuvolnit vnitřní napětía zlepšit kvalitu a průhlednost krystalů. -
Broušení hran
Hrany destiček jsou zkosené, aby se zabránilo odštípnutí a praskání během dalšího zpracování. -
Montáž
Destičky se upevňují na nosiče nebo držáky pro přesné leštění a kontrolu. -
DMP (oboustranné mechanické leštění)
Povrchy destiček jsou mechanicky leštěny pro zlepšení hladkosti povrchu. -
CMP (chemicko-mechanické leštění)
Jemný lešticí krok kombinující chemické a mechanické působení k vytvořenízrcadlový povrch. -
Vizuální kontrola
Operátoři nebo automatizované systémy kontrolují viditelné povrchové vady. -
Kontrola rovinnosti
Pro zajištění rozměrové přesnosti se měří rovinnost a rovnoměrnost tloušťky. -
Čištění RCA
Standardní chemické čištění odstraňuje organické, kovové a pevné nečistoty. -
Čištění drhnoucího stroje
Mechanické drhnutí odstraňuje zbývající mikroskopické částice. -
Kontrola povrchových vad
Automatizovaná optická kontrola detekuje mikrodefekty, jako jsou škrábance, důlky nebo kontaminace.

-
Růst krystalů
Vysoce čistý oxid hlinitý (Al₂O₃) se taví a vypěstuje do jediného ingotu safírového krystalu pomocíKyropoulos (KY) or Czochralski (CZ)metoda. -
Zpracování ingotů
Ingot se obrábí do standardního tvaru – ořezávání, tvarování průměru a opracování čelní plochy. -
Krájení
Safírový ingot se krájí na tenké plátky pomocídiamantová lanová pila. -
Oboustranné lapování
Obě strany destičky jsou přeplátovány, aby se odstranily stopy po pile a dosáhlo se rovnoměrné tloušťky. -
Žíhání
Oplatky jsou tepelně zpracovány tak, abyuvolnit vnitřní napětía zlepšit kvalitu a průhlednost krystalů. -
Broušení hran
Hrany destiček jsou zkosené, aby se zabránilo odštípnutí a praskání během dalšího zpracování. -
Montáž
Destičky se upevňují na nosiče nebo držáky pro přesné leštění a kontrolu. -
DMP (oboustranné mechanické leštění)
Povrchy destiček jsou mechanicky leštěny pro zlepšení hladkosti povrchu. -
CMP (chemicko-mechanické leštění)
Jemný lešticí krok kombinující chemické a mechanické působení k vytvořenízrcadlový povrch. -
Vizuální kontrola
Operátoři nebo automatizované systémy kontrolují viditelné povrchové vady. -
Kontrola rovinnosti
Pro zajištění rozměrové přesnosti se měří rovinnost a rovnoměrnost tloušťky. -
Čištění RCA
Standardní chemické čištění odstraňuje organické, kovové a pevné nečistoty. -
Čištění drhnoucího stroje
Mechanické drhnutí odstraňuje zbývající mikroskopické částice. -
Kontrola povrchových vad
Automatizovaná optická kontrola detekuje mikrodefekty, jako jsou škrábance, důlky nebo kontaminace. 
Safírová boule (monokrystalický Al₂O₃) – Často kladené otázky
Q1: Co je to safírová boule?
A: Vypěstovaný monokrystal oxidu hlinitého (Al₂O₃). Jedná se o vstupní „ingot“ používaný k výrobě safírových destiček, optických okének a vysoce opotřebitelných součástek.
Q2: Jaký je vztah mezi boule a wafery nebo okny?
A: Kuličky jsou orientovány → řezány → lapovány → leštěny za účelem výroby epikvalitních destiček nebo optických/mechanických součástek. Jednotnost zdrojové kuličky silně ovlivňuje výtěžnost následného procesu.
Q3: Které metody růstu jsou k dispozici a jak se liší?
A: KY (Kyropoulos)aLEMvýnos velký,nízký stresboules – preferované pro epitaxi a špičkovou optiku.CZ (Czochralski)nabízí vynikajícířízení orientacea konzistenci mezi jednotlivými šaržemi.Verneuil (fúze plamenem) is nákladově efektivnípro běžnou optiku a polotovary drahokamů.
Q4: Jaké orientace dodáváte? Jaká je typická přesnost?
A: rovina c (0001), rovina a (11-20), rovina r (1-102), rovina m (10-10)a zvyky. Přesnost orientace obvykle≤ ±0,1°ověřeno Laue/XRD (přesnější na vyžádání).
Krystaly optické kvality s odpovědným nakládáním s odpadem v rámci firmy
Všechny naše safírové kuličky jsou vyrobeny tak, abyoptická kvalita, což zajišťuje vysokou propustnost, těsnou homogenitu a nízkou hustotu inkluzí/bublin a dislokací pro náročnou optiku a elektroniku. Řídíme orientaci krystalů a dvojlom od semínka po kouli, s plnou sledovatelností šarže a konzistencí napříč sérií. Rozměry, orientace (rovina c, a, r) a tolerance lze přizpůsobit vašim následným potřebám řezání/leštění.
Důležité je, že jakýkoli materiál, který nesplňuje specifikaci, jezpracováno výhradně interněprostřednictvím uzavřeného pracovního cyklu – třídění, recyklace a zodpovědná likvidace – takže získáte spolehlivou kvalitu bez zátěže spojené s manipulací nebo dodržováním předpisů. Tento přístup snižuje riziko, zkracuje dodací lhůty a podporuje vaše cíle v oblasti udržitelnosti.
| Hmotnostní pásmo ingotu (kg) | 2″ | 4″ | 6″ | 8″ | 12″ | Poznámky |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10–30 | Vhodný | Vhodný | Omezené/možné | Netypické | Nepoužívá se | Krájení v malém formátu; 6″ v závislosti na použitelném průměru/délce. |
| 30–80 | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Omezené/možné | Netypické | Široké využití; občasné pilotní parcely o šířce 8 palců (20 cm). |
| 80–150 | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Netypické | Dobrá rovnováha pro produkci o rozměrech 6–8 palců (15–20 cm). |
| 150–250 | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Omezený/Výzkum a vývoj | Podporuje počáteční 12″ zkušební verze s přísnými specifikacemi. |
| 250–300 | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Omezené/úzce specifikované | Vysokoobjemové 8″; selektivní 12″ běhy. |
| >300 | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Vhodný | Hraniční měřítko; proveditelné 12″ s přísnou kontrolou uniformity/výtěžku. |











