Plaquette de SiC HPSI ≥90 % de transmittance, qualité optique pour lunettes IA/RA

Plaquette de silicium SiC HPSI, transmittance ≥ 90 %, qualité optique pour lunettes IA/RA - Image mise en avant

Description courte :

Paramètre	Grade	Substrat de 4 pouces	Substrat de 6 pouces
Diamètre	Niveau Z / Niveau D	99,5 mm – 100,0 mm	149,5 mm – 150,0 mm
type poly	Niveau Z / Niveau D	4H	4H
Épaisseur	Niveau Z	500 μm ± 15 μm	500 μm ± 15 μm
Épaisseur	Note D	500 μm ± 25 μm	500 μm ± 25 μm
Orientation de la plaquette	Niveau Z / Niveau D	Sur l'axe : <0001> ± 0,5°	Sur l'axe : <0001> ± 0,5°
Densité des micropipes	Niveau Z	≤ 1 cm²	≤ 1 cm²
Densité des micropipes	Note D	≤ 15 cm²	≤ 15 cm²
Résistivité	Niveau Z	≥ 1E10 Ω·cm	≥ 1E10 Ω·cm
Résistivité	Note D	≥ 1E5 Ω·cm	≥ 1E5 Ω·cm

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Caractéristiques

Introduction principale : Le rôle des plaquettes de SiC HPSI dans les lunettes IA/RA

Les plaquettes de carbure de silicium HPSI (haute pureté semi-isolantes) sont des plaquettes spécialisées caractérisées par une résistivité élevée (>10⁹ Ω·cm) et une densité de défauts extrêmement faible. Dans les lunettes d'IA/RA, elles servent principalement de substrat pour les lentilles à guide d'ondes optiques diffractives, palliant ainsi les limitations des matériaux optiques traditionnels en termes de finesse et de légèreté, de dissipation thermique et de performances optiques. Par exemple, les lunettes RA utilisant des lentilles à guide d'ondes en SiC peuvent atteindre un champ de vision ultra-large de 70° à 80°, tout en réduisant l'épaisseur d'une lentille à seulement 0,55 mm et son poids à seulement 2,7 g, améliorant considérablement le confort de port et l'immersion visuelle.

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Caractéristiques clés : Comment le matériau SiC optimise la conception des lunettes IA/RA

Indice de réfraction élevé et optimisation des performances optiques

L'indice de réfraction du SiC (2,6–2,7) est près de 50 % supérieur à celui du verre traditionnel (1,8–2,0). Ceci permet de concevoir des guides d'ondes plus fins et plus efficaces, élargissant considérablement le champ de vision. Cet indice de réfraction élevé contribue également à atténuer l'effet arc-en-ciel, fréquent dans les guides d'ondes diffractifs, améliorant ainsi la netteté de l'image.

Capacité de gestion thermique exceptionnelle

Avec une conductivité thermique atteignant 490 W/m·K (proche de celle du cuivre), le SiC dissipe rapidement la chaleur générée par les modules d'affichage Micro-LED. Ceci prévient la dégradation des performances et le vieillissement des dispositifs dus aux hautes températures, garantissant ainsi une longue durée de vie de la batterie et une grande stabilité.

Résistance mécanique et durabilité

Le carbure de silicium (SiC) possède une dureté Mohs de 9,5 (juste après le diamant), offrant une résistance exceptionnelle aux rayures et étant idéal pour les verres grand public à usage fréquent. Sa rugosité de surface peut être contrôlée à Ra < 0,5 nm, garantissant une transmission lumineuse uniforme et à faibles pertes dans les guides d'ondes.

Compatibilité des propriétés électriques

La résistivité du SiC HPSI (>10⁹ Ω·cm) contribue à prévenir les interférences de signal. Il peut également servir de matériau performant pour les dispositifs de puissance, optimisant ainsi les modules de gestion de l'énergie des lunettes de réalité augmentée.

Instructions principales pour l'application

Composants optiques essentiels pour lunettes IA/RAs

Lentilles à guide d'ondes diffractives : des substrats en SiC sont utilisés pour créer des guides d'ondes optiques ultra-minces permettant un large champ de vision et l'élimination de l'effet arc-en-ciel.
Plaques de fenêtre et prismes : grâce à une découpe et un polissage personnalisés, le SiC peut être transformé en fenêtres de protection ou en prismes optiques pour lunettes AR, améliorant ainsi la transmission de la lumière et la résistance à l’usure.

Applications étendues dans d'autres domaines

Électronique de puissance : Utilisée dans des applications haute fréquence et haute puissance, comme les onduleurs pour véhicules à énergies nouvelles et les commandes de moteurs industriels.
Optique quantique : Sert de support aux centres colorés, utilisés dans les substrats pour les dispositifs de communication et de détection quantiques.

Comparaison des spécifications des substrats HPSI SiC de 4 et 6 pouces

Paramètre	Grade	Substrat de 4 pouces	Substrat de 6 pouces
Diamètre	Niveau Z / Niveau D	99,5 mm - 100,0 mm	149,5 mm - 150,0 mm
type poly	Niveau Z / Niveau D	4H	4H
Épaisseur	Niveau Z	500 μm ± 15 μm	500 μm ± 15 μm
Épaisseur	Note D	500 μm ± 25 μm	500 μm ± 25 μm
Orientation de la plaquette	Niveau Z / Niveau D	Sur l'axe : <0001> ± 0,5°	Sur l'axe : <0001> ± 0,5°
Densité des micropipes	Niveau Z	≤ 1 cm²	≤ 1 cm²
Densité des micropipes	Note D	≤ 15 cm²	≤ 15 cm²
Résistivité	Niveau Z	≥ 1E10 Ω·cm	≥ 1E10 Ω·cm
Résistivité	Note D	≥ 1E5 Ω·cm	≥ 1E5 Ω·cm
Orientation principale à plat	Niveau Z / Niveau D	(10-10) ± 5,0°	(10-10) ± 5,0°
Longueur à plat primaire	Niveau Z / Niveau D	32,5 mm ± 2,0 mm	Entailler
Longueur secondaire à plat	Niveau Z / Niveau D	18,0 mm ± 2,0 mm	-
Exclusion des bords	Niveau Z / Niveau D	3 mm	3 mm
LTV / TTV / Arc / Warp	Niveau Z	≤ 2,5 μm / ≤ 5 μm / ≤ 15 μm / ≤ 30 μm	≤ 2,5 μm / ≤ 6 μm / ≤ 25 μm / ≤ 35 μm
LTV / TTV / Arc / Warp	Note D	≤ 10 μm / ≤ 15 μm / ≤ 25 μm / ≤ 40 μm	≤ 5 μm / ≤ 15 μm / ≤ 40 μm / ≤ 80 μm
Rugosité	Niveau Z	Ra poli ≤ 1 nm / Ra CMP ≤ 0,2 nm	Ra poli ≤ 1 nm / Ra CMP ≤ 0,2 nm
Rugosité	Note D	Ra poli ≤ 1 nm / Ra CMP ≤ 0,2 nm	Ra poli ≤ 1 nm / Ra CMP ≤ 0,5 nm
Fissures sur les bords	Note D	Surface cumulée ≤ 0,1%	Longueur cumulée ≤ 20 mm, longueur unitaire ≤ 2 mm
Zones polytypes	Note D	Surface cumulée ≤ 0,3%	Surface cumulée ≤ 3%
Inclusions de carbone visibles	Niveau Z	Surface cumulée ≤ 0,05%	Surface cumulée ≤ 0,05%
Inclusions de carbone visibles	Note D	Surface cumulée ≤ 0,3%	Surface cumulée ≤ 3%
Rayures sur la surface en silicone	Note D	5 autorisés, chacun ≤1 mm	Longueur cumulée ≤ 1 x diamètre
Puces de bord	Niveau Z	Aucune n'est autorisée (largeur et profondeur ≥ 0,2 mm)	Aucune n'est autorisée (largeur et profondeur ≥ 0,2 mm)
Puces de bord	Note D	7 autorisés, chacun ≤1 mm	7 autorisés, chacun ≤1 mm
Déboîtement de la vis filetée	Niveau Z	-	≤ 500 cm²
Emballage	Niveau Z / Niveau D	Cassette multi-plaquettes ou conteneur à plaquette unique	Cassette multi-plaquettes ou conteneur à plaquette unique

Services XKH : Capacités de fabrication intégrée et de personnalisation

La société XKH possède des capacités d'intégration verticale, des matières premières aux plaquettes finies, couvrant l'ensemble de la chaîne de production des substrats SiC : croissance, découpe, polissage et traitement sur mesure. Ses principaux atouts sont les suivants :

Diversité des matériaux :Nous proposons différents types de plaquettes, notamment 4H-N, 4H-HPSI, 4H/6H-P et 3C-N. La résistivité, l'épaisseur et l'orientation sont adaptables aux besoins.
Personnalisation flexible des tailles :Nous prenons en charge le traitement des plaquettes de 2 à 12 pouces de diamètre, et pouvons également traiter des structures spéciales comme des pièces carrées (par exemple, 5x5 mm, 10x10 mm) et des prismes irréguliers.
Contrôle de précision de qualité optique :La variation totale d'épaisseur de la plaquette (TTV) peut être maintenue à <1μm et la rugosité de surface à Ra < 0,3 nm, répondant aux exigences de planéité au niveau nanométrique pour les dispositifs à guide d'ondes.
Réponse rapide du marché :Le modèle commercial intégré assure une transition efficace de la R&D à la production de masse, prenant en charge tout, de la vérification de petits lots aux expéditions en grand volume (délai de livraison généralement de 15 à 40 jours).

FAQ sur les plaquettes SiC HPSI

Q1 : Pourquoi le SiC HPSI est-il considéré comme un matériau idéal pour les lentilles de guide d'ondes AR ?
A1 : Son indice de réfraction élevé (2,6–2,7) permet des structures de guide d’ondes plus minces et plus efficaces qui prennent en charge un champ de vision plus large (par exemple, 70°–80°) tout en éliminant l’« effet arc-en-ciel ».
Q2 : Comment le SiC HPSI améliore-t-il la gestion thermique des lunettes IA/RA ?
A2 : Avec une conductivité thermique allant jusqu'à 490 W/m·K (proche de celle du cuivre), il dissipe efficacement la chaleur des composants tels que les micro-LED, assurant des performances stables et une durée de vie plus longue de l'appareil.
Q3 : Quels avantages en matière de durabilité offre le SiC HPSI pour les lunettes portables ?
A3 : Sa dureté exceptionnelle (Mohs 9,5) offre une résistance supérieure aux rayures, ce qui la rend très durable pour une utilisation quotidienne dans les lunettes AR grand public.