کریستال‌های سیلیکون

توضیحات

کریستال‌های سیلیکون FZ

معرفی محصول:

کریستال‌های سیلیکون FZ (مخفف Float Zone یا ناحیه شناور) با استفاده از روش رشد ناحیه شناور تولید می‌شوند. در این فرآیند، کریستال‌های سیلیکون با بوته کوارتز تماس ندارند، در نتیجه آلودگی کمتری در حین رشد ایجاد می‌شود. سیلیکون FZ دارای ویژگی‌های متمایزی از جمله میزان پایین کربن و اکسیژن، ناخالصی‌های کمتر و مقاومت الکتریکی بالاتر است که آن را برای ساخت قطعات قدرت (Power Devices) و برخی ادوات الکترونیکی با تحمل ولتاژ بالا ایده‌آل می‌کند.

محصولات قابل ارائه:

ما قادر به تأمین انواع شکل‌های خام و پردازش‌شده کریستال‌های سیلیکون FZ در مشخصات مختلف هستیم. برخی از اشکال استاندارد شامل موارد زیر می‌شود:

• گرد (Round)

• مستطیلی (Rectangular)

• سوراخ‌دار (Drilled)

• پنجره‌ای (Windows)

• لنزی (Lens)

• گالوانومتری (Galvanometer)

• اشکال خاص (Shaped)

این محصولات با کیفیت بالا و خلوص مناسب، پاسخگوی نیازهای صنایع پیشرفته الکترونیک و نیمه‌هادی‌ها هستند

• Products Introduction

کریستال‌های سیلیکون FZ

روش تولید و ویژگی‌های کلیدی:

کریستال‌های سیلیکون FZ با استفاده از تکنیک ناحیه شناور (Float Zone) تولید می‌شوند. در این فرآیند پیشرفته، کریستال‌های سیلیکون هرگز با بوته کوارتز تماس پیدا نمی‌کنند، که این امر منجر به کاهش قابل توجه آلودگی در طول فرآیند رشد کریستال می‌گردد.

از مهم‌ترین ویژگی‌های سیلیکون FZ می‌توان به:

• محتوی بسیار پایین کربن و اکسیژن

• وجود ناخالصی‌های حداقلی

• مقاومت الکتریکی بالا

اشاره کرد. این خصوصیات منحصر به فرد، سیلیکون FZ را به ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت قطعات قدرت (Power Devices) و ادوات الکترونیکی مقاوم در برابر ولتاژهای بالا تبدیل کرده است.

توانایی‌های تولیدی شرکت:

شرکت ما قادر به تأمین طیف گسترده‌ای از محصولات سیلیکون FZ شامل:

• ویفرهای سیلیکونی

• شمش‌های نیمه‌ساخته

• محصولات نهایی پردازش شده

می‌باشد. این محصولات با بالاترین استانداردهای کیفی و در انواع مشخصات فنی تولید و عرضه می‌گردند

توانایی‌های تولیدی شرکت:

شرکت ما قادر به تأمین انواع شمش‌ها و محصولات نهایی سیلیکون تک‌کریستال در مشخصات فنی متنوع می‌باشد.

انواع اشکال قابل ارائه شامل:

• گرد (Round)

• مستطیلی (Rectangular)

• سوراخ‌دار (Drilled)

• پنجره‌ای (Windows)

• لنزی (Lenses)

• گالوانومتری (Galvanometers)

• اشکال خاص و سفارشی (Special Shaped)

تمامی محصولات با بالاترین دقت ابعادی و کیفیت سطح مطابق با استانداردهای بین‌المللی تولید می‌گردند. ما امکان تولید انواع مقاطع و اشکال سفارشی را مطابق با نیاز دقیق مشتریان فراهم کرده‌ایم

ویژگی‌های سیلیکون و کاربردهای آن در اپتیک

سیلیکون به دلیل هدایت حرارتی بالا و چگالی پایین، ماده‌ای ایده‌آل برای ساخت آینه‌های لیزر محسوب می‌شود. این خصوصیات به دفع مؤثر حرارت و کاهش وزن قطعات اپتیکی کمک شایانی می‌کنند.

با این حال، سیلیکون برای کاربردهای انتقال لیزر CO₂ مناسب نیست، زیرا در طول‌موج ۹ میکرومتر جذب شدیدی از خود نشان می‌دهد. این ویژگی، استفاده از آن را در سیستم‌های اپتیکی مبتنی بر لیزر CO₂ محدود می‌سازد.

نکات کلیدی:

• مزایا: هدایت حرارتی بالا + سبکی

• کاربرد مطلوب: آینه‌های لیزر

• محدودیت: عدم کارایی در انتقال لیزر CO₂ به دلیل جذب در ۹ میکرومتر

این ویژگی‌ها سیلیکون را به گزینه‌ای تخصصی برای کاربردهای اپتیکی خاص تبدیل می‌کند

پوشش‌های اپتیکی و کاربردهای آنها

پوشش‌دهی (Coating) به فرآیند اعمال یک لایه نازک از فیلم‌های الکترولیتی شفاف یا لایه‌های فلزی بر روی سطح مواد پایه با استفاده از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی اطلاق می‌شود. هدف از این فرآیند، تغییر ویژگی‌های بازتاب و عبور نور در سطح ماده برای دستیابی به موارد زیر است:

• کاهش یا افزایش بازتاب نور

• تقسیم پرتو (Beam Splitting)

• تفکیک رنگ (Color Separation)

• فیلتر کردن نور (Light Filtering)

• قطبش نور (Polarization)

توانایی‌های شرکت در زمینه پوشش‌های اپتیکی:

ما قادر به ارائه انواع پوشش‌های اپتیکی با کاربردهای تخصصی هستیم، از جمله:

• لایه‌های ضد بازتاب (Anti-Reflective Coatings)

• لایه‌های با بازتاب بالا (High-Reflective Coatings)

• لایه‌های طیفی (Spectral Coatings)

• لایه‌های فلزی (Metallic Coatings)

لایه‌های ضد بازتاب پهن‌باند ما برای محدوده‌های مختلف طیفی شامل فرابنفش (UV)، مرئی (Visible)، فروسرخ نزدیک (NIR) و فروسرخ میانی (Mid-IR) طراحی و تولید می‌شوند. این پوشش‌ها با دقت بالا و مطابق با نیازهای خاص هر کاربرد ارائه می‌گردند.

تمامی پوشش‌ها با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و با کیفیت تضمین‌شده تولید می‌شوند تا بهترین عملکرد اپتیکی را در کاربردهای مختلف ارائه دهند

• Technical lnformation

استانداردهای مواد

● جنس ماده:
سیلیکون تک‌کریستال با ترکیب شیمیایی خالص Si

● درجه خلوص:

• خلوص ماده اولیه مورد استفاده برای رشد کریستال: حداقل 9N (99.9999999%)

• خلوص ماده دوپانت: حداقل 5N (99.999%)

● کیفیت کریستال‌سازی:
میله‌های تک‌کریستال سیلیکون باید عاری از هرگونه موارد زیر باشند:

• ساختار موزاییکی

• مرزدانه‌ها

• کریستال‌های دوقلو

● چگالی نابجایی‌ها:
چگالی نابجایی‌ها نباید از ۱۰۰ نابجایی بر سانتیمتر مربع تجاوز کند.

● نوع رسانایی:
تک‌کریستال سیلیکون در دو نوع رسانایی تولید می‌شود:

• نوع N

• نوع P

● جهت‌گیری کریستالوگرافی:
تک‌کریستال‌های سیلیکون عمدتاً در جهت‌های کریستالوگرافی زیر تولید می‌شوند:
[در اینجا می‌توان جهت‌های اصلی مانند (100)، (111) و (110) را ذکر کرد]

تمامی مشخصات فوق مطابق با استانداردهای بین‌المللی و با دقت کنترل کیفی بالا تضمین می‌گردد

●

مشخصات مقاومت الکتریکی و کیفیت ظاهری

● مقاومت الکتریکی:
مقاومت الکتریکی تک‌کریستال‌های سیلیکون به چهار دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌شود:

1. محدوده مقاومت بسیار پایین (Very Low Resistivity)

2. محدوده مقاومت پایین (Low Resistivity)

3. محدوده مقاومت متوسط (Medium Resistivity)

4. محدوده مقاومت بالا (High Resistivity)

● کیفیت ظاهری:
تک‌کریستال‌های سیلیکون باید دارای مشخصات ظاهری زیر باشند:

• عاری از هرگونه آلودگی سطحی

• بدون تراشه یا شکستگی (Chip-free)

• بدون ترک‌های ظاهری

• بدون حفره یا سوراخ بر روی سطوح

کلیه محصولات با دقت بالا مورد بازرسی قرار می‌گیرند تا مطابقت کامل با استانداردهای کیفی تضمین گردد. این پارامترها برای کاربردهای حساس الکترونیکی و اپتوالکترونیکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند

آزمون عبور نور (Transmittance Test)

مشخصات نمونه:

• جنس نمونه: سیلیکون تک‌کریستال

• قطر نمونه: 20 تا 50 میلی‌متر

• ضخامت نمونه: 10 ± 0.5 میلی‌متر

• پرداخت سطح: سطح نمونه باید با کیفیت پرداخت اپتیکی 80/50 صیقل داده شده باشد

محدوده طیف‌سنجی:

• دامنه طول موج آزمون: 3 میکرومتر تا 15 میکرومتر

الزامات کیفی:

• حداقل میزان عبور نور (Transmittance):

  • در محدوده 3-5 میکرومتر: T ≥ 52.5%

  • (میزان عبور نور باید حداقل 52.5 درصد باشد)

این آزمون با استفاده از تجهیزات دقیق طیف‌سنجی و مطابق با استانداردهای بین‌المللی انجام می‌پذیرد. کیفیت سطح و ضخامت نمونه تأثیر مستقیمی بر نتایج آزمون دارد

●

مواد اپتیکی و کاربردهای آنها

1. شیشه اپتیکی N-BK7

N-BK7 پرکاربردترین شیشه اپتیکی برای تولید قطعات اپتیکی باکیفیت است. این ماده دارای عبور نور عالی در محدوده مرئی تا فروسرخ نزدیک (350-2000 نانومتر) بوده و در تلسکوپ‌ها، سیستم‌های لیزری و سایر کاربردهای اپتیکی به‌طور گسترده استفاده می‌شود. زمانی که نیازی به مزایای سیلیکای ذوب شده UV (مانند عبور نور بسیار خوب و ضریب انبساط حرارتی پایین در محدوده UV) نباشد، N-BK7 انتخاب مناسبی است.

2. سیلیکای ذوب شده UV

سیلیکای ذوب شده UV دارای عبور نور بالا از محدوده UV تا فروسرخ نزدیک (185-2100 نانومتر) است. این ماده در مقایسه با H-K9L (N-BK7) یکنواختی بهتر و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تری دارد و برای کاربردهای لیزرهای پرتوان و سیستم‌های تصویربرداری ایده‌آل است.

3. فلورید کلسیم (CaF₂)

فلورید کلسیم با عبور نور بالا و ضریب شکست پایین در محدوده 180 نانومتر تا 8 میکرومتر، اغلب به‌عنوان پنجره و لنز در طیف‌سنج‌ها و سیستم‌های تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود. همچنین به دلیل آستانه آسیب پذیری بالا در برابر لیزر، در لیزرهای اگزایمر کاربرد دارد.

4. فلورید باریم (BaF₂)

فلورید باریم دارای عبور نور بالا در محدوده 200 نانومتر تا 11 میکرومتر بوده و در برابر تابش‌های پرانرژی مقاوم است. این ماده خاصیت سینتیلاسیون عالی داشته و برای ساخت قطعات اپتیکی فروسرخ و فرابنفش مناسب است. با این حال، مقاومت کمی در برابر آب دارد و در دمای 500 درجه سانتیگراد در محیط مرطوب تخریب می‌شود، اما در محیط خشک تا 800 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. هنگام کار با این ماده باید از دستکش استفاده کرد و پس از کار دست‌ها را کاملاً شست.

5. فلورید منیزیم (MgF₂)

فلورید منیزیم برای کاربردهای اپتیکی در محدوده 200 نانومتر تا 6 میکرومتر ایده‌آل است. این ماده در محدوده UV عمیق و فروسرخ دور بادوام‌تر از سایر مواد است و مقاومت بالایی در برابر خوردگی شیمیایی، آسیب لیزر، شوک مکانیکی و حرارتی دارد. سختی آن 415 (مقیاس نوپ) و ضریب شکست 1.38 است.

6. سلنید روی (ZnSe)

سلنید روی دارای عبور نور بالا در محدوده 600 نانومتر تا 16 میکرومتر بوده و در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی، فروسرخ و پزشکی کاربرد دارد. به دلیل جذب پایین، برای لیزرهای CO₂ پرتوان مناسب است. با توجه به سختی پایین (120 در مقیاس نوپ)، این ماده به راحتی خش برمی‌دارد و برای محیط‌های خشن توصیه نمی‌شود. هنگام کار با آن باید از دستکش یا پوشش انگشت استفاده کرد و از تماس با انبرک یا ابزار دیگر اجتناب نمود.

7. سیلیکون (Si)

سیلیکون برای استفاده در محدوده فروسرخ نزدیک (1.2-8 میکرومتر) مناسب است. چگالی پایین آن باعث شده برای کاربردهای حساس به وزن، به‌ویژه در محدوده 3-5 میکرومتر، ایده‌آل باشد. سختی آن 1150 (مقیاس نوپ) بوده و در مقایسه با ژرمانیوم هم سخت‌تر است و هم شکنندگی کمتری دارد. به دلیل جذب بالا در 9 میکرومتر، برای کاربردهای انتقال لیزر CO₂ مناسب نیست.

8. ژرمانیوم (Ge)

ژرمانیوم برای محدوده فروسرخ نزدیک (2-16 میکرومتر) و لیزرهای فروسرخ مناسب است. ضریب شکست بالا، انحنای سطح کم و ابیراهی رنگی پایین آن باعث شده در سیستم‌های تصویربرداری کم‌توان معمولاً نیازی به تصحیح نداشته باشد. با این حال، با افزایش دما عبور نور آن کاهش می‌یابد و فقط تا 100 درجه سانتیگراد قابل استفاده است. چگالی بالا (5.33 گرم بر سانتیمتر مکعب) آن در طراحی سیستم‌های حساس به وزن باید در نظر گرفته شود.

9. ZnS تولید شده به روش CVD

ZnS CVD تنها ماده اپتیکی فروسرخ – پس از الماس – است که محدوده مرئی تا فروسرخ موج بلند (LWIR) و حتی امواج مایکروویو را پوشش می‌دهد. این ماده مهم‌ترین ماده برای پنجره‌های LWIR محسوب شده و در سیستم‌های تصویربرداری حرارتی با وضوح بالا، پنجره‌های “سه‌اپتیکی” و پنجره‌های ترکیبی لیزر فروسرخ نزدیک/دو رنگ فروسرخ کاربرد دارد