SiO₂ क्वार्ट्ज वेफर क्वार्ट्ज वेफर्स SiO₂ MEMS तापमान 2″ 3″ 4″ 6″ 8″ 12″
विस्तृत आरेख
परिचय
क्वार्ट्ज वेफर्स इलेक्ट्रॉनिक्स, सेमीकंडक्टर और ऑप्टिक्स उद्योगों को आगे बढ़ाने में एक अनिवार्य भूमिका निभाते हैं। आपके GPS को दिशा देने वाले स्मार्टफ़ोन में पाए जाने वाले, 5G नेटवर्क को संचालित करने वाले उच्च-आवृत्ति बेस स्टेशनों में एम्बेडेड, और अगली पीढ़ी के माइक्रोचिप्स बनाने वाले उपकरणों में एकीकृत, क्वार्ट्ज वेफर्स अत्यंत आवश्यक हैं। ये उच्च-शुद्धता वाले सबस्ट्रेट्स क्वांटम कंप्यूटिंग से लेकर उन्नत फोटोनिक्स तक, हर क्षेत्र में नवाचारों को संभव बनाते हैं। पृथ्वी के सबसे प्रचुर खनिजों में से एक से प्राप्त होने के बावजूद, क्वार्ट्ज वेफर्स को सटीकता और प्रदर्शन के असाधारण मानकों के अनुसार डिज़ाइन किया गया है।
क्वार्ट्ज वेफर्स क्या हैं?
क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स अति-शुद्ध सिंथेटिक क्वार्ट्ज़ क्रिस्टल से बनी पतली, गोलाकार डिस्क होती हैं। 2 से 12 इंच के मानक व्यास में उपलब्ध, क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स की मोटाई आमतौर पर 0.5 मिमी से 6 मिमी तक होती है। प्राकृतिक क्वार्ट्ज़ के विपरीत, जो अनियमित प्रिज़्मीय क्रिस्टल बनाता है, सिंथेटिक क्वार्ट्ज़ को कड़े नियंत्रित प्रयोगशाला परिस्थितियों में उगाया जाता है, जिससे एकसमान क्रिस्टल संरचनाएँ बनती हैं।
क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स की अंतर्निहित क्रिस्टलीयता बेजोड़ रासायनिक प्रतिरोध, प्रकाशीय पारदर्शिता और उच्च तापमान तथा यांत्रिक तनाव के तहत स्थिरता प्रदान करती है। ये विशेषताएँ क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स को डेटा ट्रांसमिशन, सेंसिंग, कंप्यूटेशन और लेज़र-आधारित तकनीकों में उपयोग किए जाने वाले सटीक उपकरणों का एक आधारभूत घटक बनाती हैं।
क्वार्ट्ज वेफर विनिर्देश
| क्वार्ट्ज प्रकार | 4 | 6 | 8 | 12 |
|---|---|---|---|---|
| आकार | ||||
| व्यास (इंच) | 4 | 6 | 8 | 12 |
| मोटाई (मिमी) | 0.05–2 | 0.25–5 | 0.3–5 | 0.4–5 |
| व्यास सहनशीलता (इंच में) | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 | ±0.1 |
| मोटाई सहनशीलता (मिमी) | अनुकूलन | अनुकूलन | अनुकूलन | अनुकूलन |
| ऑप्टिकल गुण | ||||
| अपवर्तक सूचकांक @365 एनएम | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 | 1.474698 |
| अपवर्तक सूचकांक @546.1 एनएम | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 | 1.460243 |
| अपवर्तक सूचकांक @1014 एनएम | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 | 1.450423 |
| आंतरिक संप्रेषण (1250–1650 एनएम) | >99.9% | >99.9% | >99.9% | >99.9% |
| कुल संप्रेषण (1250–1650 एनएम) | >92% | >92% | >92% | >92% |
| मशीनिंग गुणवत्ता | ||||
| टीटीवी (कुल मोटाई भिन्नता, µm) | <3 | <3 | <3 | <3 |
| समतलता (µm) | ≤15 | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
| सतह खुरदरापन (एनएम) | ≤1 | ≤1 | ≤1 | ≤1 |
| धनुष (µm) | <5 | <5 | <5 | <5 |
| भौतिक गुण | ||||
| घनत्व (ग्राम/सेमी³) | 2.20 | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
| यंग मापांक (GPa) | 74.20 | 74.20 | 74.20 | 74.20 |
| मोह्स कठोरता | 6–7 | 6–7 | 6–7 | 6–7 |
| कतरनी मापांक (GPa) | 31.22 | 31.22 | 31.22 | 31.22 |
| पिज़ोन अनुपात | 0.17 | 0.17 | 0.17 | 0.17 |
| संपीड़न शक्ति (GPa) | 1.13 | 1.13 | 1.13 | 1.13 |
| तन्य शक्ति (एमपीए) | 49 | 49 | 49 | 49 |
| परावैद्युत स्थिरांक (1 मेगाहर्ट्ज) | 3.75 | 3.75 | 3.75 | 3.75 |
| थर्मल विशेषताएं | ||||
| तनाव बिंदु (10¹⁴.⁵ Pa·s) | 1000° सेल्सियस | 1000° सेल्सियस | 1000° सेल्सियस | 1000° सेल्सियस |
| एनीलिंग बिंदु (10¹³ Pa·s) | 1160° सेल्सियस | 1160° सेल्सियस | 1160° सेल्सियस | 1160° सेल्सियस |
| मृदुकरण बिंदु (10⁷.⁶ Pa·s) | 1620° सेल्सियस | 1620° सेल्सियस | 1620° सेल्सियस | 1620° सेल्सियस |
क्वार्ट्ज वेफर्स के अनुप्रयोग
क्वार्ट्ज वेफर्स को विभिन्न उद्योगों की मांग के अनुरूप कस्टम-इंजीनियरिंग के माध्यम से तैयार किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:
इलेक्ट्रॉनिक्स और आरएफ उपकरण
- क्वार्ट्ज वेफर्स क्वार्ट्ज क्रिस्टल अनुनादकों और दोलित्रों के मूल होते हैं जो स्मार्टफोन, जीपीएस इकाइयों, कंप्यूटरों और वायरलेस संचार उपकरणों के लिए घड़ी संकेत प्रदान करते हैं।
- उनका कम तापीय विस्तार और उच्च क्यू-फैक्टर क्वार्ट्ज वेफर्स को उच्च-स्थिरता टाइमिंग सर्किट और आरएफ फिल्टर के लिए उपयुक्त बनाता है।
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स और इमेजिंग
- क्वार्ट्ज वेफर्स उत्कृष्ट UV और IR संप्रेषण प्रदान करते हैं, जो उन्हें ऑप्टिकल लेंस, बीम स्प्लिटर्स, लेजर विंडो और डिटेक्टरों के लिए आदर्श बनाता है।
- विकिरण के प्रति उनका प्रतिरोध उन्हें उच्च ऊर्जा भौतिकी और अंतरिक्ष उपकरणों में उपयोग करने में सक्षम बनाता है।
अर्धचालक और MEMS
- क्वार्ट्ज वेफर्स उच्च आवृत्ति अर्धचालक सर्किटों के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम करते हैं, विशेष रूप से GaN और RF अनुप्रयोगों में।
- एमईएमएस (माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम) में, क्वार्ट्ज वेफर्स पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से यांत्रिक संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं, जिससे जाइरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर जैसे सेंसर सक्षम होते हैं।
उन्नत विनिर्माण और प्रयोगशालाएँ
- उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज वेफर्स का उपयोग रासायनिक, जैव-चिकित्सा और फोटोनिक प्रयोगशालाओं में ऑप्टिकल कोशिकाओं, यूवी क्यूवेट्स और उच्च तापमान नमूना हैंडलिंग के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
- चरम वातावरण के साथ उनकी अनुकूलता उन्हें प्लाज्मा कक्षों और निक्षेपण उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती है।
क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स कैसे बनाए जाते हैं
क्वार्ट्ज वेफर्स के लिए दो प्राथमिक विनिर्माण मार्ग हैं:
फ्यूज्ड क्वार्ट्ज वेफर्स
फ्यूज्ड क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स प्राकृतिक क्वार्ट्ज़ कणों को पिघलाकर एक अनाकार काँच में बदल दिए जाते हैं, फिर ठोस ब्लॉक को काटकर और पॉलिश करके पतले वेफ़र्स बनाए जाते हैं। ये क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स प्रदान करते हैं:
- असाधारण यूवी पारदर्शिता
- विस्तृत तापीय परिचालन सीमा (>1100°C)
- उत्कृष्ट तापीय आघात प्रतिरोध
वे लिथोग्राफी उपकरण, उच्च तापमान भट्टियों और ऑप्टिकल खिड़कियों के लिए आदर्श हैं, लेकिन क्रिस्टलीय क्रम की कमी के कारण पीजोइलेक्ट्रिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
संवर्धित क्वार्ट्ज वेफर्स
संवर्धित क्वार्ट्ज़ वेफ़र्स को सटीक जाली अभिविन्यास वाले दोषरहित क्रिस्टल बनाने के लिए कृत्रिम रूप से उगाया जाता है। ये वेफ़र्स निम्नलिखित अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं:
- सटीक कट कोण (X-, Y-, Z-, AT-कट, आदि)
- उच्च-आवृत्ति दोलक और SAW फ़िल्टर
- ऑप्टिकल पोलराइज़र और उन्नत MEMS उपकरण
उत्पादन प्रक्रिया में आटोक्लेव में बीज वृद्धि, उसके बाद स्लाइसिंग, ओरिएंटेशन, एनीलिंग और पॉलिशिंग शामिल है।
अग्रणी क्वार्ट्ज वेफर आपूर्तिकर्ता
उच्च परिशुद्धता क्वार्ट्ज वेफर्स में विशेषज्ञता वाले वैश्विक आपूर्तिकर्ताओं में शामिल हैं:
- Heraeus(जर्मनी) – फ्यूज़्ड और सिंथेटिक क्वार्ट्ज
- शिन-एत्सु क्वार्ट्ज(जापान) – उच्च शुद्धता वाले वेफर समाधान
- वेफरप्रो(यूएसए) - चौड़े व्यास वाले क्वार्ट्ज वेफर्स और सबस्ट्रेट्स
- कोर्थ क्रिस्टेल(जर्मनी) – सिंथेटिक क्रिस्टल वेफर्स
क्वार्ट्ज वेफर्स की विकसित होती भूमिका
क्वार्ट्ज वेफर्स उभरते तकनीकी परिदृश्य में आवश्यक घटक के रूप में विकसित होते जा रहे हैं:
- लघुरूपण- कॉम्पैक्ट डिवाइस एकीकरण के लिए क्वार्ट्ज वेफर्स को सख्त सहनशीलता के साथ तैयार किया जा रहा है।
- उच्च आवृत्ति इलेक्ट्रॉनिक्स- नए क्वार्ट्ज वेफर डिजाइन 6G और रडार के लिए mmWave और THz डोमेन में आगे बढ़ रहे हैं।
- अगली पीढ़ी की संवेदन- स्वचालित वाहनों से लेकर औद्योगिक IoT तक, क्वार्ट्ज-आधारित सेंसर अधिक महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं।
क्वार्ट्ज वेफर्स के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
1. क्वार्ट्ज वेफर क्या है?
क्वार्ट्ज वेफर क्रिस्टलीय सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO₂) से बनी एक पतली, सपाट डिस्क होती है, जिसे आमतौर पर मानक अर्धचालक आकारों (जैसे, 2", 3", 4", 6", 8", या 12") में निर्मित किया जाता है। इसकी उच्च शुद्धता, तापीय स्थिरता और ऑप्टिकल पारदर्शिता के लिए जाना जाने वाला क्वार्ट्ज वेफर विभिन्न उच्च-सटीक अनुप्रयोगों जैसे अर्धचालक निर्माण, एमईएमएस उपकरणों, ऑप्टिकल प्रणालियों और वैक्यूम प्रक्रियाओं में सब्सट्रेट या वाहक के रूप में उपयोग किया जाता है।
2. क्वार्ट्ज और सिलिका जेल में क्या अंतर है?
क्वार्ट्ज सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO₂) का एक क्रिस्टलीय ठोस रूप है, जबकि सिलिका जेल SiO₂ का एक अनाकार और छिद्रपूर्ण रूप है, जिसका उपयोग आमतौर पर नमी को अवशोषित करने के लिए एक अवशोषक के रूप में किया जाता है।
- क्वार्ट्ज कठोर, पारदर्शी है और इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक, ऑप्टिकल और औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है।
- सिलिका जेल छोटे मोतियों या कणों के रूप में दिखाई देता है और इसका उपयोग मुख्य रूप से पैकेजिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स और भंडारण में आर्द्रता नियंत्रण के लिए किया जाता है।
3. क्वार्ट्ज क्रिस्टल का उपयोग किस लिए किया जाता है?
क्वार्ट्ज़ क्रिस्टल अपने पीज़ोइलेक्ट्रिक गुणों (ये यांत्रिक तनाव के तहत विद्युत आवेश उत्पन्न करते हैं) के कारण इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रकाशिकी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। सामान्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- दोलक और आवृत्ति नियंत्रण(उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज घड़ियाँ, घड़ियाँ, माइक्रोकंट्रोलर)
- ऑप्टिकल घटक(उदाहरणार्थ, लेंस, वेवप्लेट, खिड़कियाँ)
- अनुनादक और फिल्टरआरएफ और संचार उपकरणों में
- सेंसरदबाव, त्वरण या बल के लिए
- अर्धचालक निर्माणसब्सट्रेट या प्रक्रिया विंडो के रूप में
4. माइक्रोचिप्स में क्वार्ट्ज का उपयोग क्यों किया जाता है?
क्वार्ट्ज का उपयोग माइक्रोचिप-संबंधी अनुप्रयोगों में किया जाता है क्योंकि यह प्रदान करता है:
- तापीय स्थिरताविसरण और तापानुशीतन जैसी उच्च तापमान प्रक्रियाओं के दौरान
- विद्युत इन्सुलेशनइसके परावैद्युत गुणों के कारण
- रासायनिक प्रतिरोधअर्धचालक निर्माण में प्रयुक्त अम्लों और विलायकों के लिए
- आयामी परिशुद्धताऔर विश्वसनीय लिथोग्राफी संरेखण के लिए कम तापीय विस्तार
- जबकि क्वार्ट्ज को सक्रिय अर्धचालक पदार्थ (सिलिकॉन की तरह) के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है, यह निर्माण वातावरण में एक महत्वपूर्ण सहायक भूमिका निभाता है - विशेष रूप से भट्टियों, कक्षों और फोटोमास्क सब्सट्रेट्स में।
हमारे बारे में
XKH विशेष ऑप्टिकल ग्लास और नई क्रिस्टल सामग्रियों के उच्च-तकनीकी विकास, उत्पादन और बिक्री में विशेषज्ञता रखता है। हमारे उत्पाद ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉनिक्स, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और सैन्य क्षेत्र में उपयोग किए जाते हैं। हम सैफायर ऑप्टिकल कंपोनेंट्स, मोबाइल फ़ोन लेंस कवर, सिरेमिक, LT, सिलिकॉन कार्बाइड SIC, क्वार्ट्ज़ और सेमीकंडक्टर क्रिस्टल वेफ़र्स प्रदान करते हैं। कुशल विशेषज्ञता और अत्याधुनिक उपकरणों के साथ, हम गैर-मानक उत्पाद प्रसंस्करण में उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं, और एक अग्रणी ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सामग्री उच्च-तकनीकी उद्यम बनने का लक्ष्य रखते हैं।
