ویفرهای شیشه ای چیست؟

با توسعه فن آوری های نیمه هادی و نوری،ویفر شیشه ایبه عنوان نوع جدیدی از محصولات شیشه ای، به تدریج به مکمل ویفرهای سیلیکونی تبدیل می شوند و پتانسیل بالایی در زمینه فناوری بالا نشان می دهند. ویفرهای شیشه ای چیست؟ ویفرهای شیشه ای برش های نازک دایره ای شکل با کارایی بالا هستند که معمولاً از شیشه کوارتز، شیشه بدون قلیایی یا کامپوزیت های شیشه-سیلیکون ساخته می شوند. آنها با خواص فیزیکی و شیمیایی عالی، نقشی بی بدیل در زمینه های تولیدی پیشرفته مانند ساخت نیمه هادی ها، اپتیک، MEMS، الکترونیک مصرفی، زیست پزشکی و تحقیقات آزمایشگاهی ایفا می کنند.

مواد اصلی برای ویفرهای شیشه ای

1.شیشه کوارتز فرابنفش دور

فرابنفش دورکوارتزشیشه با فرآیند رسوب شیمیایی بخار تولید می شود، جایی که تتراکلرید سیلیکون گازی تحت واکنش فاز گاز در شعله اکسی هیدروژن قرار می گیرد تا دی اکسید سیلیکون آمورف تولید کند، که سپس برای رشد و تشکیل تدریجی روی یک بستر کوارتز قرار می گیرد. این ماده حاوی مقدار زیادی گروه هیدروکسیل (950-1400 پی پی ام) است که مقدار کمی ناخالصی فلزی کمتر از 0.2 پی پی ام است. شیشه کوارتز با اشعه ماوراء بنفش دور به دلیل خواص عالی آن مانند خواص ضد تشعشع، یکنواختی نوری و ضریب عبور فرابنفش بالا (به ویژه در ناحیه دور فرابنفش)، به طور گسترده ای در کاربردها در زمینه اپتیک دور فرابنفش استفاده می شود.

با این حال، استفاده در مقیاس بزرگ از شیشه کوارتز دور فرابنفش تا حدی توسط عواملی مانند عیوب نواری که در فرآیند آماده‌سازی به راحتی ایجاد می‌شوند، دشواری قالب‌گیری محصولات با اندازه بزرگ و پیچیده و هزینه ساخت نسبتاً بالا محدود می‌شود.

2. شیشه کوارتز نوری فرابنفش:

شیشه کوارتز نوری فرابنفش از طریق فرآیند همجوشی شعله با ذوب کریستال طبیعی با شعله اکسیژن هیدروژن و به دنبال آن رسوب بر روی سطح اهداف شیشه سیلیس ذوب شده تولید می شود. شیشه کوارتز نوری ماوراء بنفش با محتوای هیدروکسیل 150-400 ppm مزایای استثنایی مانند انتقال فرابنفش بالا، پایداری شیمیایی قوی، پایداری حرارتی چاه و استحکام مکانیکی بالا را ارائه می دهد. شیشه کوارتز نوری فرابنفش با بهره مندی از فرآیند تولید بالغ و مقرون به صرفه بودن، به طور گسترده در صنایع الکترونیک و نیمه هادی استفاده می شود.

با این حال، شیشه کوارتز نوری فرابنفش یکنواختی نوری ضعیفی دارد و ممکن است دارای نقص‌های میکروسکوپی مانند استریا و حباب‌های میکرو باشد که می‌تواند بر کیفیت تصویربرداری نوری و پایداری انتقال لیزر تأثیر بگذارد.

3. شیشه کوارتز نوری مادون قرمز:

شیشه کوارتز نوری مادون قرمز با ذوب پودر کریستال با استفاده از فرآیند الکتروفیوژن خلاء تولید می شود. این ماده دارای محتوای هیدروکسیل کم (<5ppm) است که منجر به عبور مادون قرمز برتر می شود. شیشه کوارتز نوری مادون قرمز به دلیل عبور مادون قرمز برتر، خواص شیمیایی خوب، و استحکام مکانیکی بالا و فناوری ساخت بالغ، به طور گسترده در کاربردهای اپتیک مادون قرمز استفاده می شود.

با این حال، شیشه کوارتز نوری مادون قرمز حاوی ناخالصی‌های فلزی بالایی است و آستانه آسیب لیزر نسبتاً پایینی ایجاد می‌کند، که آن را برای کاربردهای لیزری با چگالی بالا و سناریوهایی که نیاز به عبور نور فرابنفش بسیار بالا دارند، نامناسب می‌سازد.