人工水晶(SiO2結晶)/Crystal Quartz
人工水晶は水熱合成法で育成され、結晶構造は三方晶系となります(低温型石英(573℃以下)、α-石英とも言う)。同じSiO2でありながら、水晶は非晶質である石英ガラスと異なる性質を持ち、その特徴を利用することで、光学デバイスや電子デバイスの素材として活用されております。
水晶は、圧電性、複屈折性、偏光性、温度変化による周波数温度特性に優れている結晶で様々な電子通信、光学デバイスで使用されています。最新の製造技術により、極めて純粋な人工水晶が製造され、これらのウェハーの性能と信頼性がさらに向上しています。特にMEMSやNEMS技術の登場により、
正確なタイミングの周波数制御に対する需要が高まり続けている中、電子機器の進歩に重要な役割を果たしています。
人工水晶は、特定のアプリケーション要件を満たすためにX-cut、Y-cut、AT-cut、ST-cutなど、さまざまな方向に切断できます。各切断方位は、周波数範囲や電気的性能が異なる点により使い分けています。人工的に育成されている水晶は、工業的なニーズから、Y軸方向に長い結晶体が製造される
ことが多く、この結晶体から、必要な性能に適したウエハを切り出します。たとえば、1/4波長板や1/2波長板という水晶光学デバイスがありますが、これは主に、X-cutやY-cutを用います。Z軸(光学軸)に対して垂直方向に入射する光は、複屈折と偏光の作用を受けることになりますが、
波長板はその現象を利用したものです。また、水晶の圧電効果を利用したデバイスである水晶振動子は、X軸を回転軸としてZ軸からおよそ35°の角度で切り出すATカットが有名です。
用途
- 水晶振動子
- 水晶発振器
- 水晶フィルター
- SAWデバイスの基板
- 光学デバイス
- その他
水晶ウェハーの基本仕様
材料 | 水晶 | ||||
---|---|---|---|---|---|
面方位 | X/Y/Z/AT32、33、36/BT/42.75 ° -cutなど | ||||
直径/サイズ | 2”(50.8mm) | 3”(76.2mm) | 4”(100mm) | 6"(150mm) | 8"(200mm) |
厚さ | 最薄50um~、350um、500um、1000um、特別指定可能 | ||||
オリフラ長さ | 16mm | 22mm | 32mm | 42.5mm | 57.5mm |
2ndオリフラ | あり | ||||
TTV | ≦10um | ||||
Bow | ≦30um | ||||
Warp | ≦40um | ||||
面仕上げ | 片面研磨 / 両面研磨 | ||||
研磨面Ra | ≦0.5nm | ||||
裏面基準 | 一般的には0.2~0.5μmまたは特別指定可能 | ||||
S/D | 40 / 20 | ||||
ウェハー表面品質 | パーティクル(>0.3μm)、≦30 |
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