LT lítium-tantalát (LiTaO3) kristály, 2 hüvelyk/3 hüvelyk/4 hüvelyk/6 hüvelyk, tájolás: Y-42°/36°/108°, vastagság: 250-500 μm.
Műszaki paraméterek
Név | Optikai minőségű LiTaO3 | Hangszint LiTaO3 |
Tengelyirányú | Z vágás + / - 0,2° | 36° Y vágás / 42° Y vágás / X vágás(+ / - 0,2°) |
Átmérő | 76,2 mm + / - 0,3 mm/100±0,2 mm | 76,2 mm +/- 0,3 mm100 mm +/- 0,3 mm vagy 150 ± 0,5 mm |
Nullapontsík | 22 mm +/- 2 mm | 22 mm +/- 2 mm32 mm +/- 2 mm |
Vastagság | 500µm +/- 5mm1000µm +/- 5mm | 500µm +/- 20mm350µm +/- 20mm |
TTV | ≤ 10 μm | ≤ 10 μm |
Curie-hőmérséklet | 605 °C + / - 0,7 °C (DTA módszer) | 605 °C + / -3 °C (DTA módszer |
Felületi minőség | Kétoldalas polírozás | Kétoldalas polírozás |
Letört élek | éllekerekítés | éllekerekítés |
Főbb jellemzők
1. Kristályszerkezet és elektromos teljesítmény
· Kristálytani stabilitás: 100%-os 4H-SiC politípus dominanciája, nulla többkristályos zárvány (pl. 6H/15R), XRD lengési görbe félértékszélességgel (FWHM) ≤32,7 ívmásodperc.
· Nagy töltéshordozó-mobilitás: 5400 cm²/V·s (4H-SiC) elektronmobilitás és 380 cm²/V·s lyukmobilitás, ami lehetővé teszi a nagyfrekvenciás eszközök tervezését.
· Sugárzási keménység: Ellenáll az 1 MeV neutronbesugárzásnak 1×10¹⁵ n/cm² elmozdulási károsodási küszöbértékkel, ideális repülőgépipari és nukleáris alkalmazásokhoz.
2. Termikus és mechanikai tulajdonságok
· Kivételes hővezető képesség: 4,9 W/cm·K (4H-SiC), ami háromszorosa a szilíciumnak, 200°C feletti működést támogat.
· Alacsony hőtágulási együttható: 4,0×10⁻⁶/K (25–1000°C) hőtágulási együttható, ami biztosítja a szilícium alapú csomagolásokkal való kompatibilitást és minimalizálja a hőfeszültséget.
3. Hibaellenőrzés és feldolgozási pontosság
· Mikrocső sűrűsége: <0,3 cm⁻² (8 hüvelykes szeletek), diszlokációs sűrűség <1000 cm⁻² (KOH maratással igazolva).
· Felületi minőség: CMP-polírozás Ra <0,2 nm-ig, megfelel az EUV litográfiai minőségű síkfelületi követelményeknek.
Főbb alkalmazások
Domain | Alkalmazási forgatókönyvek | Műszaki előnyök |
Optikai kommunikáció | 100G/400G lézerek, szilícium fotonikai hibrid modulok | Az InP vetőmag-szubsztrátok lehetővé teszik a közvetlen tiltott sávot (1,34 eV) és a Si-alapú heteroepitaxiát, csökkentve az optikai csatolási veszteséget. |
Új energiahordozókkal működő járművek | 800 V-os nagyfeszültségű inverterek, fedélzeti töltők (OBC) | A 4H-SiC szubsztrátok >1200 V feszültséget bírnak el, ami 50%-kal csökkenti a vezetési veszteségeket és 40%-kal a rendszer térfogatát. |
5G kommunikáció | Milliméteres hullámú rádiófrekvenciás eszközök (PA/LNA), bázisállomás-erősítők | A félig szigetelő SiC szubsztrátok (ellenállás >10⁵ Ω·cm) lehetővé teszik a nagyfrekvenciás (60 GHz+) passzív integrációt. |
Ipari berendezések | Magas hőmérsékletű érzékelők, áramváltók, atomreaktor-monitorok | Az InSb vetőmag-szubsztrátok (0,17 eV tiltott sávval) akár 300%-os mágneses érzékenységet is biztosítanak 10 T feszültségen. |
LiTaO₃ ostyák - Főbb jellemzők
1. Kiváló piezoelektromos teljesítmény
· A magas piezoelektromos együtthatók (d₃₃~8-10 pC/N, K²~0,5%) lehetővé teszik a nagyfrekvenciás SAW/BAW eszközök használatát <1,5 dB beillesztési veszteséggel 5G RF szűrők esetén
· Kiváló elektromechanikus csatolás, amely széles sávszélességű (≥5%) szűrőterveket támogat 6 GHz alatti és mmWave alkalmazásokhoz
2. Optikai tulajdonságok
· Szélessávú átlátszóság (>70%-os átvitel 400-5000 nm-en) elektrooptikai modulátorok esetében, amelyek >40 GHz-es sávszélességet érnek el
· Az erős nemlineáris optikai szuszceptibilitás (χ⁽²⁾~30pm/V) lehetővé teszi a hatékony második harmonikus generálást (SHG) lézerrendszerekben
3. Környezeti stabilitás
· A magas Curie-hőmérséklet (600°C) fenntartja a piezoelektromos választ autóipari minőségű (-40°C és 150°C közötti) környezetben
· A savakkal/lúgokkal szembeni kémiai inertség (pH1-13) biztosítja a megbízhatóságot az ipari érzékelőalkalmazásokban
4. Testreszabási lehetőségek
· Tájolástervezés: X-vágás (51°), Y-vágás (0°), Z-vágás (36°) a testreszabott piezoelektromos válaszokhoz
· Adalékolási lehetőségek: Mg-adalékolás (optikai sérülésekkel szembeni ellenállás), Zn-adalékolás (fokozott d₃₃)
· Felületkezelés: Epitaxiálisan polírozható (Ra<0,5 nm), ITO/Au metallizálás
LiTaO₃ ostyák - Elsődleges alkalmazások
1. RF előlapi modulok
· 5G NR SAW szűrők (n77/n79 sáv) <|-15 ppm/°C hőmérsékleti frekvenciaegyütthatóval (TCF)
· Ultra szélessávú BAW rezonátorok WiFi 6E/7-hez (5,925-7,125 GHz)
2. Integrált fotonika
· Nagysebességű Mach-Zehnder modulátorok (>100 Gbps) koherens optikai kommunikációhoz
· QWIP infravörös detektorok 3-14 μm között hangolható határhullámhosszal
3. Autóelektronika
· Ultrahangos parkolóradar >200 kHz üzemi frekvenciával
· TPMS piezoelektromos átalakítók, amelyek túlélik a -40°C és 125°C közötti hőciklusokat
4. Védelmi rendszerek
· EW vevőszűrők >60 dB sávon kívüli elnyomással
· Rakétakereső IR ablakok, amelyek 3-5 μm MWIR sugárzást bocsátanak ki
5. Feltörekvő technológiák
· Optomechanikus kvantumátalakítók mikrohullámú-optikai átalakításhoz
· PMUT tömbök orvosi ultrahangos képalkotáshoz (>20MHz felbontás)
LiTaO₃ ostyák - XKH Szolgáltatások
1. Ellátásilánc-menedzsment
· A szelettől a lapkáig történő feldolgozás 4 hetes átfutási idővel a standard specifikációk esetén
· Költségoptimalizált termelés, amely 10-15%-os árelőnyt biztosít a versenytársakkal szemben
2. Egyedi megoldások
· Irányspecifikus lapkakialakítás: 36°±0,5° Y-vágás az optimális fűrészgép-teljesítmény érdekében
· Adalékolt készítmények: MgO (5 mol%) adalékolás optikai alkalmazásokhoz
Fémezési szolgáltatások: Cr/Au (100/1000Å) elektróda mintázás
3. Műszaki támogatás
· Anyagjellemzés: XRD ringatási görbék (FWHM<0,01°), AFM felületanalízis
· Eszközszimuláció: FEM modellezés a SAW szűrő tervezésének optimalizálásához
Következtetés
A LiTaO₃ szeletek továbbra is lehetővé teszik a technológiai fejlődést az RF kommunikáció, az integrált fotonika és a zord környezeti érzékelők területén. Az XKH anyagismerete, gyártási pontossága és alkalmazástechnikai támogatása segít az ügyfeleknek leküzdeni a következő generációs elektronikus rendszerek tervezési kihívásait.


