Plaquettes de quartz fondu de haute pureté pour semi-conducteurs, applications photoniques et optiques 2″4″6″8″12″

Brève description :

Quartz fondu—également connu sous le nom deSilice fondue— est la forme non cristalline (amorphe) du dioxyde de silicium (SiO₂). Contrairement au borosilicate ou à d'autres verres industriels, le quartz fondu ne contient ni dopants ni additifs, offrant une composition chimiquement pure de SiO₂. Il est réputé pour sa transmission optique exceptionnelle dans les spectres ultraviolet (UV) et infrarouge (IR), surpassant ainsi les verres traditionnels.

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Caractéristiques

Diagramme détaillé

Plaquettes de verre de silice fondue et de quartz optique-2

Plaquette de quartz fondu, plaquette de silice fondue de 4 pouces

Présentation du verre de quartz

Les plaquettes de quartz constituent l'épine dorsale d'innombrables appareils modernes qui propulsent le monde numérique d'aujourd'hui. Du système de navigation de votre smartphone à l'ossature des stations de base 5G, le quartz offre discrètement la stabilité, la pureté et la précision requises en électronique et photonique haute performance. Qu'il s'agisse de soutenir des circuits flexibles, de mettre en œuvre des capteurs MEMS ou de constituer la base de l'informatique quantique, ses caractéristiques uniques le rendent indispensable dans tous les secteurs.

La silice fondue ou quartz fondu est la phase amorphe du quartz (SiO₂). Contrairement au verre borosilicaté, la silice fondue ne contient aucun additif ; elle existe donc sous sa forme pure, SiO₂. Elle présente une transmission supérieure dans les spectres infrarouge et ultraviolet par rapport au verre classique. Elle est produite par fusion et resolidification de SiO₂ ultrapur. La silice fondue synthétique, quant à elle, est fabriquée à partir de précurseurs chimiques riches en silicium, tels que SiCl₂, qui sont gazéifiés puis oxydés dans une atmosphère H₂ + O₂. La poussière de SiO₂ ainsi formée est fusionnée à la silice sur un substrat. Les blocs de silice fondue sont ensuite découpés en plaquettes, puis polis.

Plaquettes de verre de silice fondue et de quartz optique

Principales caractéristiques et avantages des plaquettes de verre de quartz

Pureté ultra élevée (≥ 99,99 % SiO2)
Idéal pour les processus de semi-conducteurs et de photonique ultra-propres où la contamination des matériaux doit être minimisée.
Large plage de fonctionnement thermique
Maintient l'intégrité structurelle des températures cryogéniques jusqu'à plus de 1100 °C sans déformation ni dégradation.
Transmission UV et IR exceptionnelle
Offre une excellente clarté optique de l'ultraviolet profond (DUV) au proche infrarouge (NIR), prenant en charge les applications optiques de précision.
Faible coefficient de dilatation thermique
Améliore la stabilité dimensionnelle sous les fluctuations de température, réduisant les contraintes et améliorant la fiabilité du processus.
Résistance chimique supérieure
Inerte à la plupart des acides, alcalis et solvants, ce qui le rend parfaitement adapté aux environnements chimiquement agressifs.
Flexibilité de la finition de surface
Disponible avec des finitions ultra-lisses, polies simple face ou double face, compatibles avec les exigences photoniques et MEMS.

Procédé de fabrication d'une plaquette de verre de quartz

Les plaquettes de quartz fondu sont produites via une série d'étapes contrôlées et précises :

Sélection des matières premières
Sélection de sources de quartz naturel ou de SiO₂ synthétique de haute pureté.
Fonte et fusion
Le quartz est fondu à ~2000°C dans des fours électriques sous atmosphère contrôlée pour éliminer les inclusions et les bulles.
Formation de blocs
La silice fondue est refroidie en blocs solides ou en lingots.
Tranchage de gaufrettes
Des scies à diamant ou à fil de précision sont utilisées pour couper les lingots en ébauches de plaquettes.
Rodage et polissage
Les deux surfaces sont aplaties et polies pour répondre aux spécifications optiques, d'épaisseur et de rugosité exactes.
Nettoyage et inspection
Les plaquettes sont nettoyées dans des salles blanches de classe ISO 100/1000 et soumises à une inspection rigoureuse des défauts et de la conformité dimensionnelle.

Propriétés de la plaquette de verre de quartz

spécifications	unité	4"	6"	8"	10"	12"
Diamètre / taille (ou carré)	mm	100	150	200	250	300
Tolérance (±)	mm	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Épaisseur	mm	0,10 ou plus	0,30 ou plus	0,40 ou plus	0,50 ou plus	0,50 ou plus
Appartement de référence principal	mm	32,5	57,5	Semi-encoche	Semi-encoche	Semi-encoche
LTV (5 mm × 5 mm)	μm	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5
TTV	μm	< 2	< 3	< 3	< 5	< 5
Arc	μm	±20	±30	±40	±40	±40
Chaîne	μm	≤ 30	≤ 40	≤ 50	≤ 50	≤ 50
PLTV (5 mm × 5 mm) < 0,4 μm	%	≥ 95 %	≥ 95 %	≥ 95 %	≥ 95 %	≥ 95 %
Arrondi des bords	mm	Conforme à la norme SEMI M1.2 / se référer à IEC62276
Type de surface		Poli sur une seule face / Poli sur deux faces
Côté poli Ra	nm	≤1	≤1	≤1	≤1	≤1
Critères de la face arrière	μm	général 0,2-0,7 ou personnalisé

Quartz vs. Autres matériaux transparents

Propriété	Verre de quartz	verre borosilicaté	Saphir	Verre standard
Température de fonctionnement maximale	~1100°C	~500°C	~2000°C	~200°C
Transmission UV	Excellent (JGS1)	Pauvre	Bien	Très pauvre
Résistance chimique	Excellent	Modéré	Excellent	Pauvre
Pureté	Extrêmement élevé	Faible à modéré	Haut	Faible
Dilatation thermique	Très faible	Modéré	Faible	Haut
Coût	Modéré à élevé	Faible	Haut	Très faible

FAQ sur les plaquettes de verre de quartz

Q1 : Quelle est la différence entre le quartz fondu et la silice fondue ?
Bien que tous deux soient des formes amorphes de SiO₂, le quartz fondu provient généralement de sources naturelles, tandis que la silice fondue est produite synthétiquement. Leurs performances fonctionnelles sont similaires, mais la silice fondue peut présenter une pureté et une homogénéité légèrement supérieures.

Q2 : Les plaquettes de quartz fondu peuvent-elles être utilisées dans des environnements à vide poussé ?
Oui. Grâce à leur faible dégazage et à leur résistance thermique élevée, les plaquettes de quartz fondu sont idéales pour les systèmes à vide et les applications aérospatiales.

Q3 : Ces plaquettes sont-elles adaptées aux applications laser UV profond ?
Absolument. Le quartz fondu présente une transmittance élevée jusqu'à environ 185 nm, ce qui le rend idéal pour les optiques DUV, les masques de lithographie et les systèmes laser excimères.

Q4 : Prenez-vous en charge la fabrication de plaquettes personnalisées ?
Oui. Nous proposons une personnalisation complète, incluant le diamètre, l'épaisseur, la qualité de surface, les méplats/encoches et le marquage laser, en fonction des exigences spécifiques de votre application.

À propos de nous

XKH est spécialisé dans le développement, la production et la commercialisation de haute technologie de verres optiques spéciaux et de nouveaux matériaux cristallins. Nos produits sont destinés aux secteurs de l'optique, de l'électronique grand public et de l'armée. Nous proposons des composants optiques en saphir, des protections d'objectifs pour téléphones portables, de la céramique, des LT, du carbure de silicium SIC, du quartz et des plaquettes de cristal semi-conducteur. Forts d'une expertise pointue et d'équipements de pointe, nous excellons dans le traitement de produits non standard et aspirons à devenir une entreprise de pointe dans le domaine des matériaux optoélectroniques.

Plaquette de saphir vierge, substrat de saphir brut de haute pureté pour le traitement 5