Obleas de cuarzo fundido de alta pureza para semiconductores, aplicaciones ópticas fotónicas (2″, 4″, 6″, 8″ y 12″)

Descripción breve:

Cuarzo fundido—también conocido comoSílice fundidaEs la forma no cristalina (amorfa) del dióxido de silicio (SiO₂). A diferencia del borosilicato u otros vidrios industriales, el cuarzo fundido no contiene dopantes ni aditivos, lo que ofrece una composición químicamente pura de SiO₂. Es reconocido por su excepcional transmisión óptica en los espectros ultravioleta (UV) e infrarrojo (IR), superando a los materiales de vidrio tradicionales.

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Características

Diagrama detallado

Obleas de vidrio de cuarzo óptico y sílice fundida-2

oblea de cuarzo fundido de 4 pulgadas y oblea de sílice fundida

Descripción general del vidrio de cuarzo

Las obleas de cuarzo son la base de innumerables dispositivos modernos que impulsan el mundo digital actual. Desde la navegación en tu smartphone hasta la base de las estaciones base 5G, el cuarzo proporciona silenciosamente la estabilidad, pureza y precisión necesarias en la electrónica y la fotónica de alto rendimiento. Ya sea para soportar circuitos flexibles, habilitar sensores MEMS o sentar las bases de la computación cuántica, sus características únicas lo hacen indispensable en diversas industrias.

La sílice fundida o cuarzo fundido es la fase amorfa del cuarzo (SiO₂). A diferencia del vidrio de borosilicato, la sílice fundida no contiene aditivos, por lo que se presenta en su forma pura, SiO₂. Presenta una mayor transmisión en el espectro infrarrojo y ultravioleta que el vidrio convencional. Se produce fundiendo y resolidificando SiO₂ ultrapuro. La sílice fundida sintética, por otro lado, se fabrica a partir de precursores químicos ricos en silicio, como el SiCl₂, que se gasifican y luego se oxidan en una atmósfera de H₂ + O₂. El polvo de SiO₂ formado en este caso se fusiona con sílice sobre un sustrato. Los bloques de sílice fundida se cortan en obleas, tras lo cual se pulen.

Obleas de vidrio de cuarzo óptico y sílice fundida

Características y beneficios clave de la oblea de vidrio de cuarzo

Pureza ultraalta (≥99,99 % SiO2)
Ideal para procesos fotónicos y de semiconductores ultralimpios donde se debe minimizar la contaminación del material.
Amplio rango de funcionamiento térmico
Mantiene la integridad estructural desde temperaturas criogénicas hasta más de 1100 °C sin deformaciones ni degradaciones.
Excelente transmisión de rayos UV e infrarrojos
Ofrece una excelente claridad óptica desde el ultravioleta profundo (DUV) hasta el infrarrojo cercano (NIR), lo que admite aplicaciones ópticas de precisión.
Coeficiente de expansión térmica bajo
Mejora la estabilidad dimensional bajo fluctuaciones de temperatura, reduciendo el estrés y mejorando la confiabilidad del proceso.
Resistencia química superior
Inerte a la mayoría de los ácidos, álcalis y solventes, lo que lo hace adecuado para entornos químicamente agresivos.
Flexibilidad del acabado superficial
Disponible con acabados pulidos ultra suaves de una o dos caras, compatibles con requisitos de fotónica y MEMS.

Proceso de fabricación de obleas de vidrio de cuarzo

Las obleas de cuarzo fundido se producen mediante una serie de pasos controlados y precisos:

Selección de materia prima
Selección de fuentes de cuarzo natural de alta pureza o SiO₂ sintético.
Fusión y fusión
El cuarzo se funde a ~2000 °C en hornos eléctricos bajo una atmósfera controlada para eliminar inclusiones y burbujas.
Formación de bloques
La sílice fundida se enfría y forma bloques sólidos o lingotes.
Rebanado de obleas
Para cortar los lingotes en obleas en bruto se utilizan sierras de precisión de diamante o de alambre.
Lapeado y pulido
Ambas superficies están aplanadas y pulidas para cumplir con especificaciones ópticas, de espesor y rugosidad exactas.
Limpieza e inspección
Las obleas se limpian en salas blancas ISO Clase 100/1000 y se someten a una rigurosa inspección para detectar defectos y conformidad dimensional.

Propiedades de la oblea de vidrio de cuarzo

especulación	unidad	4"	6"	8"	10"	12"
Diámetro/tamaño (o cuadrado)	mm	100	150	200	250	300
Tolerancia (±)	mm	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
Espesor	mm	0,10 o más	0,30 o más	0,40 o más	0,50 o más	0,50 o más
Plano de referencia principal	mm	32.5	57.5	Semi-muesca	Semi-muesca	Semi-muesca
LTV (5 mm × 5 mm)	micras	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5
Televisión por cable	micras	< 2	< 3	< 3	< 5	< 5
Arco	micras	±20	±30	±40	±40	±40
Urdimbre	micras	≤ 30	≤ 40	≤ 50	≤ 50	≤ 50
PLTV (5 mm × 5 mm) < 0,4 μm	%	≥95%	≥95%	≥95%	≥95%	≥95%
Redondeo de bordes	mm	Cumple con el estándar SEMI M1.2 / consulte IEC62276
Tipo de superficie		Pulido de un solo lado / Pulido de dos lados
Lado pulido Ra	nm	≤1	≤1	≤1	≤1	≤1
Criterios del reverso	micras	general 0,2-0,7 o personalizado

Cuarzo frente a otros materiales transparentes

Propiedad	Vidrio de cuarzo	Vidrio de borosilicato	Zafiro	Vidrio estándar
Temperatura máxima de funcionamiento	~1100°C	~500°C	~2000°C	~200°C
Transmisión UV	Excelente (JGS1)	Pobre	Bien	Muy pobre
Resistencia química	Excelente	Moderado	Excelente	Pobre
Pureza	Extremadamente alto	Bajo a moderado	Alto	Bajo
Expansión térmica	Muy bajo	Moderado	Bajo	Alto
Costo	Moderado a alto	Bajo	Alto	Muy bajo

Preguntas frecuentes sobre las obleas de vidrio de cuarzo

P1: ¿Cuál es la diferencia entre el cuarzo fundido y la sílice fundida?
Si bien ambas son formas amorfas de SiO₂, el cuarzo fundido suele provenir de fuentes naturales de cuarzo, mientras que la sílice fundida se produce sintéticamente. Funcionalmente, ofrecen un rendimiento similar, pero la sílice fundida puede presentar una pureza y homogeneidad ligeramente superiores.

P2: ¿Se pueden utilizar obleas de cuarzo fundido en entornos de alto vacío?
Sí. Debido a sus bajas propiedades de desgasificación y alta resistencia térmica, las obleas de cuarzo fundido son excelentes para sistemas de vacío y aplicaciones aeroespaciales.

P3: ¿Son estas obleas adecuadas para aplicaciones de láser UV profundo?
Por supuesto. El cuarzo fundido tiene una alta transmitancia de hasta ~185 nm, lo que lo hace ideal para óptica DUV, máscaras litográficas y sistemas láser excimer.

P4: ¿Apoyan la fabricación de obleas personalizadas?
Sí. Ofrecemos personalización completa, incluyendo diámetro, espesor, calidad de superficie, planos/muescas y patrones láser, según los requisitos específicos de su aplicación.

Sobre nosotros

XKH se especializa en el desarrollo, la producción y la venta de vidrio óptico especial y nuevos materiales cristalinos de alta tecnología. Nuestros productos se utilizan en la electrónica óptica, la electrónica de consumo y el sector militar. Ofrecemos componentes ópticos de zafiro, cubiertas para lentes de teléfonos móviles, cerámica, LT, SIC de carburo de silicio, cuarzo y obleas de cristal semiconductor. Gracias a nuestra experiencia y equipos de vanguardia, nos destacamos en el procesamiento de productos no estándar, con el objetivo de convertirnos en una empresa líder en materiales optoelectrónicos de alta tecnología.

Oblea de zafiro en blanco, sustrato de zafiro crudo de alta pureza para procesamiento 5