2" 3" 4" 6" 8" 12" SiO₂ Quarz-Wafer Quarz-Wafer SiO₂ MEMS Temperatur

Einleitung

Quarz-Wafer spielen eine unentbehrliche Rolle bei der Weiterentwicklung der Elektronik, Halbleiter und Optikindustrie.in Hochfrequenz-Basisstationen eingebettet, die 5G-Netzwerke versorgenDiese hochreinen Substrate ermöglichen Innovationen in allen Bereichen, vom Quantenrechnen bis zur fortgeschrittenen Photonik.Obwohl es aus einem der reichhaltigsten Mineralien der Erde stammt, Quarzwafer sind nach außergewöhnlichen Standards der Präzision und Leistung konstruiert.

Was sind Quarzwafer?

Quarzwafer sind dünne, kreisförmige Scheiben, die aus ultrareinem synthetischem Quarzkristall hergestellt werden..Im Gegensatz zu natürlichem Quarz, der unregelmäßige prismatische Kristalle bildet, wird synthetischer Quarz unter streng kontrollierten Laborbedingungen angebaut und erzeugt einheitliche Kristallstrukturen.

Die inhärente Kristallinität von Quarzwafern bietet eine unvergleichliche chemische Beständigkeit, optische Transparenz und Stabilität bei hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen.Diese Eigenschaften machen Quarzwafer zu einem grundlegenden Bauteil für Präzisionsgeräte, die bei der Datenübertragung verwendet werden, Sensorik, Rechentechnik und Lasertechnologien.

Spezifikationen für Quarzwafer

Anwendungen von Quarzwafern

Quarz-Wafer sind maßgeschneidert entwickelt, um anspruchsvolle Anwendungen in verschiedenen Branchen zu erfüllen, einschließlich:

Elektronik und HF-Geräte

• Quarz-Wafer sind Kern für Quarzkristallresonatoren und -Oszillatoren, die Uhrsignale für Smartphones, GPS-Geräte, Computer und drahtlose Kommunikationsgeräte liefern.
• Durch ihre geringe thermische Ausdehnung und ihren hohen Q-Faktor eignen sich Quarzwafer hervorragend für hochstabile Timing-Schaltungen und HF-Filter.

Optoelektronik und Bildgebung

• Quarz-Wafer bieten eine hervorragende UV- und IR-Übertragbarkeit, was sie ideal für optische Linsen, Strahlspalter, Laserfenster und Detektoren macht.
• Ihre Widerstandsfähigkeit gegen Strahlung ermöglicht die Verwendung in hochenergetischen Physik- und Raumfahrtinstrumenten.

Halbleiter und MEMS

• Quarzwafer dienen als Substrate für Hochfrequenz-Halbleiterkreise, insbesondere in GaN- und HF-Anwendungen.
• In MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) wandeln Quarzwafer mechanische Signale über den piezoelektrischen Effekt in elektrische um und ermöglichen Sensoren wie Gyroskopen und Beschleunigungsmessgeräte.

Weiterentwickelte Fertigung und Labore

• Hochreine Quarzwafer werden in chemischen, biomedizinischen und photonischen Laboren für optische Zellen, UV-Cuvette und Hochtemperatur-Probenbehandlung weit verbreitet.
• Ihre Kompatibilität mit extremen Umgebungen macht sie für Plasmakammern und Ablagerungswerkzeuge geeignet.

Wie Quarzwafer hergestellt werden

Es gibt zwei Hauptproduktionswege für Quarzwafer:

Schmelzende Quarzwafer

Fusionierte Quarzwafer werden hergestellt, indem natürliche Quarzgranulate in einem amorphen Glas geschmolzen und der feste Block in dünne Wafer geschnitten und poliert wird.

• Außergewöhnliche UV-Transparenz
• Breiter thermischer Betriebsbereich (> 1100°C)
• Ausgezeichnete Wärmeschlagfestigkeit

Sie eignen sich ideal für Lithographieausrüstung, Hochtemperaturöfen und optische Fenster, sind aber aufgrund der fehlenden kristallinen Ordnung nicht für piezoelektrische Anwendungen geeignet.

Kultivierte Quarzwafer

Kultivierte Quarzwafer werden synthetisch angebaut, um defektfreie Kristalle mit präziser Gitterorientierung zu erzeugen.

• Genaue Schnittwinkel (X-, Y-, Z-, AT-Schnitt usw.)
• Hochfrequenz-Oszillatoren und SAW-Filter
• Optische Polarisatoren und fortschrittliche MEMS-Geräte

Der Produktionsprozess umfasst das Wachstum von Samen in Autoklaven, gefolgt von Schneiden, Orientieren, Glühen und Polieren.

Führende Quarzwaferlieferanten

Zu den weltweiten Lieferanten, die sich auf hochpräzise Quarzwafer spezialisiert haben, gehören:

• Heraeus(Deutschland) ️ geschmolzener und synthetischer Quarz

• Shin-Etsu-Quarz(Japan) ¥ hochreine Waferlösungen

• WaferPro(USA) ️ Quarzplattenscheiben und -substrate

• Korth Kristalle(Deutschland) ️ synthetische Kristallwafern

Die Rolle der Quarzwafer in der Entwicklung

Quarz-Wafer entwickeln sich weiterhin als wesentliche Komponenten in neuen Technologien:

• Miniaturisierung- Quarzwafer werden mit engeren Toleranzen für die Kompakteinbindung von Geräten hergestellt.

• Hochfrequente ElektronikNeue Quarz-Wafer-Designs drängen in die mmWave- und THz-Domänen für 6G und Radar.

• Sensoren der nächsten GenerationVon autonomen Fahrzeugen bis hin zum industriellen IoT werden Quarz-basierte Sensoren immer wichtiger.

Häufig gestellte Fragen zu Quarzwafern

1Was ist ein Quarzwafer?

Ein Quarzwafer ist eine dünne, flache Scheibe aus kristallinem Siliziumdioxid (SiO2), die typischerweise in Standard-Halbleitergrößen hergestellt wird (z. B. 2", 3", 4", 6", 8" oder 12").thermische Stabilität, und optische Transparenz, wird eine Quarzwafer als Substrat oder Träger in verschiedenen hochpräzisen Anwendungen wie Halbleiterfertigung, MEMS-Geräte, optische Systeme,und Vakuumverfahren.

2Was ist der Unterschied zwischen Quarz und Siliziumgel?

Quarz ist eine kristalline feste Form von Siliziumdioxid (SiO2), während Siliziumgel eine amorphe und poröse Form von SiO2 ist, die häufig als Trocknungsmittel zur Feuchtigkeitsabsorption verwendet wird.

• Quarz ist hart, durchsichtig und wird in elektronischen, optischen und industriellen Anwendungen verwendet.
• Siliziumgel erscheint als kleine Perlen oder Granulate und wird hauptsächlich zur Luftfeuchtigkeitskontrolle in Verpackungen, Elektronik und Lagerung verwendet.

3Wofür werden Quarzkristalle verwendet?

Quarzkristalle werden aufgrund ihrer piezoelektrischen Eigenschaften (sie erzeugen eine elektrische Ladung unter mechanischer Spannung) in Elektronik und Optik weit verbreitet.

• Oszillatoren und Frequenzsteuerungen(z. B. Quarzuhren, Uhren, Mikrocontroller)
• Optische Komponenten(z. B. Linsen, Wellenplatten, Fenster)
• Resonatoren und Filterin HF- und Kommunikationsgeräten
• Sensorenfür Druck, Beschleunigung oder Kraft
• Herstellung von Halbleiternals Substrate oder Prozessfenster

4Warum wird Quarz in Mikrochips verwendet?

Quarz wird in Anwendungen im Zusammenhang mit Mikrochips eingesetzt, da es folgende Funktionen bietet:

• Wärmestabilitätbei Hochtemperaturprozessen wie Diffusion und Glühen
• Elektrische Isolierungaufgrund seiner dielektrischen Eigenschaften
• Chemische Resistenzfür Säuren und Lösungsmittel zur Herstellung von Halbleitern
• Präzision der Abmessungenund geringe thermische Ausdehnung für eine zuverlässige Lithographie-Ausrichtung
• Während Quarz selbst nicht als aktives Halbleitermaterial (wie Silizium) verwendet wird, spielt es eine wichtige unterstützende Rolle in der Herstellungsumgebung, insbesondere in Öfen, Kammern,und Fotomasken-Substrate.

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