Монокремний для оптических заготовок
Цена: договорная
- от объёма, заполните заявку
- от объёма, заполните заявку
Пришлите техзадание!
Российские марки монокристаллического кремния для оптических заготовок регламентированы. Они классифицируются по типу проводимости, легирующему элементу, удельному сопротивлению. Для производства конечных специзделий подходят только качественные полуфабрикаты, обеспечивающие достаточную чистоту поверхности и минимальные дефекты заготовок для деталей.
| Марка | Тип проводимости | Легирующий элемент | Удельное сопротивление (ρ, Ом·см) | Время жизни носителей (мкс, мин.) | Оптическая прозрачность | Примечания |
| КЭФ | n-тип (электронный) | Фосфор | 0,1–40 (среднеомный); до 2000 (высокоомный) | ≥7,5 (для ρ>3) | 50–54% (ИК: 1,2–7 мкм); низкие потери в ТГц при ρ>1000 | Основная марка для ИК-оптики, подходит для КЭФ-30 (ρ=30 Ом·см) |
| КДБ | p-тип (дырочный) | Бор | 0,005–100 | ≥2,5 (ρ>3); до 160 (высокие ρ) | 50–54% (ИК); выше поглощение в ТГц | Для детекторов, подложек |
| КЭС | n-тип | Сурьма | 0,01–1 (низкоомный) | ≥7,5 | Подходит для ИК, ограничено в ТГц | Для низкоомных применений |
| ЭКЭФ | n-тип (эпитаксиальны) | Фосфор | 0,1–40 | ≥7,5; до 160 | Высокая однородность | Для прецизионной оптоэлектроники |
| ЭКДБ | p-тип (эпитаксиальный) | Бор | 0,005–20 | ≥2,5; до 160 | Для гибридных систем | Высокая однородность |
| ЭКЭС | n-тип (эпитаксиальный) | Сурьма | 0,1–60 | ≥7,5 | Подходит для ИК | Для датчиков, термостабильных компонентов |
| ЭКЭМ | n-тип (эпитаксиальный) | Мышьяк | 0,5–50 | ≥7,5 | Подходит для ИК | Для электрооптики, СВЧ-техники |
| HR-Si | n- или p-тип | Фосфор или бор (низкая концентрация) | ≥1000–10000 | ≥100 | Максимальная прозрачность в ИК и ТГц | Для ТГц-оптики, зоно-плавленный (FZ) |
Подробнее (пример!) КЭФ-30:
- Удельное сопротивление: 30 Ом·см (±20–40% по торцам, радиальное отклонение 10–20%).
- Прозрачность: 50–54% в ИК (1,2–7 мкм); ограниченно в ТГц (тангенс потерь ~10⁻⁵ при 1 ТГц).
- Плотность: 2,33 г/см³.
- Коэффициент преломления: ~3,4 (ИК).
- Дефекты: ≤2–3×10^5 см⁻².
- Ориентация: (100), (111) или (013), отклонение ±0,5°.
Технология производства заготовок
- Получение сырья
- Метод Чохральского (Cz): для КЭФ, КДБ, КЭС, ЭКЭФ, ЭКДБ, ЭКЭС, ЭКЭМ (диаметр до 450 мм, кислород ≤10^18 см⁻³).
- Зонная плавка (FZ): для высокоомных КЭФ, HR-Si (кислород ≤10^16 см⁻³, меньше дефектов).
- Эпитаксия: для ЭКЭФ, ЭКДБ, ЭКЭС, ЭКЭМ (слои 0,1–100 мкм).
- Формование заготовок
- Алмазная резка: высокоточная резка слитков (ЧПУ-станки, допуск ±0,05 мм). Обеспечивает чистоту поверхности Ra <1 нм.
- Ионно-лучевая обработка: финишная очистка поверхностей, удаляет микродефекты (≤0,1/см²).
- Плазмохимическое травление: альтернатива для удаления поверхностных дефектов, сохраняет оптическую однородность.
- Термический отжиг
- Температура: 800–900°C (оптимально подбирается под соответствующее сырье).
- Режим: медленное охлаждение (~500°C, 2–4 часа) для снятия напряжений.
- Результат: Однородность ρ (±3%), отсутствие дефектов и включений.
- Критические требования
- Чистота сырья: 99,9999% Si.
- Контроль температуры (±5°C) и давления (±0,1 МПа) при изготовлении.
- Поверхность: Ra <1 нм, дефекты <0,1/см², допуск размеров ±0,05 мм.
Применение оптических заготовок
Заготовки из марок КЭФ-30, КДБ, КЭС, ЭКЭФ, ЭКДБ, ЭКЭС, ЭКЭМ, HR-Si используются в оптоэлектронике и оптике, где важны оптико-электрические свойства материала.
- Инфракрасная оптика (ИК, 1,2–7 мкм)
- КЭФ-30: линзы, окна для тепловизоров, CO2-лазеров. Прозрачность 50–54%, коэффициент теплового расширения 2,6×10⁻⁶ K⁻¹. Пример: окна в спецоптике (стабильность при 200–500°C).
- КДБ, КЭС: подложки для ИК-детекторов, фильтров. КДБ для фотоприемников.
- ЭКЭФ, ЭКДБ, ЭКЭС: многослойные ИК-компоненты (интерференционные фильтры).
- Терагерцовый диапазон (ТГц, 50–1000 мкм)
- HR-Si: волноводы, сенсоры, сканеры. Низкие потери (тангенс ~10⁻⁵ при 1 ТГц). Пример: ТГц-спектрометры.
- КЭФ-30: ограниченно для гибридных ТГц-систем (ρ=30 Ом·см менее эффективно).
- ЭКЭФ: для прецизионных ТГц-подложек.
- Оптоэлектроника и фотоника
- КДБ: подложки для фотодиодов, модуляторов.
- ЭКЭФ, ЭКЭС, ЭКЭМ: эпитаксиальные структуры для фотоприемников, плазмонных компонентов.
- HR-Si: высокоомные подложки для ТГц-фотоники.
- Специальные применения
- КЭС, ЭКЭС: детекторы излучения в экстремальных условиях (радиация, температуры >300°C).
- ЭКЭМ: электрооптика, СВЧ-техника.
- Все марки: гибридные опто-микросхемы с покрытиями (SiO₂, Si₃N₄).
Экономические преимущества!
- КЭФ-30, КДБ: Дешевле германия/сапфира, массовое производство (до 450 мм).
- ЭК-марки: выше стоимость, брак ≤1%.
