Подложки из танталата лития (LiTaO₃)
У нас представлены пластины LiTaO₃ класса SAW в размерах <strong>4″ (100mm)</strong> и <strong>6″ (150mm)</strong>, с ориентациями, оптимизированными для работы акустических волн. Резка <strong>42° Y-X</strong> широко применяется в 5G SAW/BAW-фильтрах благодаря <strong>k² ≈ 5.5%</strong> (SAW coupling) и низкому TCF; при этом LiTaO₃ также подходит для <strong>пирэлектрических датчиков</strong> благодаря высокому пирэлектрическому коэффициенту.
Обзор продукта
Компания GINECHIP поставляет пластины из танталата лития (LiTaO₃) в вариантах congruent и stoichiometric, доступные в структуре с single-domain poled для высокопроизводительных электромеханических применений. Подложки предлагаются в диаметрах 4″ (100mm) и 6″ (150mm), а также с вариантами материала CLT/SLT и MgO-doped для соответствия различным требованиям к конструкции.
Для надежной обработки с нанесением покрытий наши подложки LiTaO₃ имеют поверхностное качество SSP и DSP при Ra < 0.5nm. Толщина контролируется в диапазоне 250μm–500μm, а каждая пластина поставляется в герметичной вакуумной упаковке Class 100, чтобы минимизировать загрязнения и защитить целостность поверхности при транспортировке и нанесении слоев.
Срезы SAW-grade 42° Y-X для 5G RF front-end: <strong>k² ≈ 5.5%</strong> коэффициент связи и TCF ~ <strong>-35 ppm/°C</strong> для стабильной работы фильтров.
Кристаллографические срезы и SAW-характеристики
Срез 42° Y-X — это отраслевой стандарт для SAW-фильтров. Он обеспечивает высокую связь k² ≈ 5.5%, надежные акустические характеристики со скоростью SAW 3,900–4,200 m/s, а также низкую температурную чувствительность (TCF 42° Y-X ~ -35 ppm/°C) для стабильности частот в RF.
Мы также поставляем срезы X/Y/Z и другие SAW-ориентированные варианты, включая 36° Y-X и 48° Y-X, чтобы поддерживать различные требования к устройствам. Для решений TC-SAW с температурной компенсацией можно использовать SiO₂ overcoat, чтобы повысить стабильность фильтров и мультиплексоров для базовых станций.
Марки материала и пироэлектрические свойства
Пластины LiTaO₃ доступны в вариантах congruent и stoichiometric, а также имеется опция MgO-doped для настройки свойств материала. Все пластины поставляются с single-domain poling, чтобы обеспечить стабильную производительность устройств по всей площади пластины.
Пироэлектрический коэффициент LiTaO₃ 2.3 × 10⁻⁸ C/cm²·K и низкая диэлектрическая проницаемость ε = 41–43 делают его отличным выбором для ИК-детекторов, работающих при комнатной температуре, PIR-датчиков движения и анализа газов методом NDIR. Оптические показатели преломления при 633nm (nₒ = 2.176, nₑ = 2.180) и широкий диапазон пропускания 350nm–5,500nm поддерживают применения нелинейной оптики, включая PPLT.
TC-SAW и решения с температурной компенсацией
Для температурно-критичных фильтров базовых станций 5G структуры TC-SAW включают слой SiO₂, который снижает TCF до значения, близкого к нулю (±5 ppm/°C), обеспечивая стабильность фильтров в диапазоне от -40°C до +85°C без активной компенсации. В сочетании с высоким коэффициентом связи среза 42° Y-X наши подложки танталата лития (LiTaO₃) поддерживают высоколинейные, высокомощностные решения RF-фронтенда.
Танталат лития (LiTaO₃)
LiTaO₃ отличается температурно-стабильным срезом 42° Y-X для SAW-фильтров 5G, где TCF ~ -35 ppm/°C поддерживает рабочие характеристики фильтра в диапазоне температур. Также он обеспечивает сильный пироэлектрический отклик (2.3 × 10⁻⁸ C/cm²·K) для ИК-измерений. Лучший выбор для термочувствительных SAW- и пироэлектрических датчиков.
Ниобат лития (LiNbO₃)
LiNbO₃ обеспечивает самый высокий электрооптический коэффициент r₃₃ = 30.8 pm/V — идеальный для модуляторов, а также выраженную нелинейность для эффективного преобразования частоты PPLN и высокую связь SAW: k² = 5.5% при 128° Y-X. Лучший выбор для электрооптики, нелинейной оптики и высокопроизводительных SAW.
Индивидуальная настройка и варианты заказа
Индивидуальная настройка включает марку материала (CLT/SLT/MgO-doped), срезы и ориентации кристалла (X/Y/Z, 36° Y-X, 42° Y-X, 48° Y-X), толщину подложки (250μm–500μm) и диаметр (4″ (100mm), 6″ (150mm)) — в соответствии с конструкцией вашего устройства. Доступны подложки с однодоменной поляризацией (single-domain poled) для стабильных пироэлектрических и акустических характеристик.
Качество и поставки подтверждаются проверкой для каждой партии: рентгеновская rocking curve (XRC), измерение скорости SAW и коэффициента связи, характеризация TCF в диапазоне от -40°C до +85°C, измерение пироэлектрического коэффициента, шероховатость поверхности по данным AFM (Ra < 0.5nm), диэлектрическая аномалия при температуре Кюри, инспекция травления доменов и оптическая спектрофотометрия (350nm–5,500nm). Пластины отгружаются в вакуумной упаковке при условиях Class 100.
LiNbO₃ vs LiTaO₃: ключевые отличия
Выбор между LiNbO₃ и LiTaO₃ зависит от вашей целевой области применения. LiNbO₃ лучше подходит для электрооптики, нелинейного преобразования частоты (PPLN) и высокосвязанных устройств SAW. LiTaO₃ предпочтительнее там, где важнее всего температурная стабильность, например для фильтров SAW/BAW 5G, а также для пироэлектрического зондирования. Оба материала доступны у GINECHIP.
LiTaO₃ обеспечивает более низкую двулучепреломленность (nₑ - nₒ ≈ 0.004 против 0.08 у LiNbO₃), что позволяет реализовать геометрии для фазового синхронизма, недоступные в LiNbO₃. Это включает генерацию UV с помощью SHG (например, 355nm из 710nm) и генерацию THz-волн за счет смешения разностных частот. Его более высокая акустическая скорость и более низкий TCF также делают LiTaO₃ подложкой выбора для RF-фильтров с температурной компенсацией.
Технические характеристики
| Параметр | Спецификация / Значения |
|---|---|
| Материал | Congruent LiTaO₃ (CLT), Stoichiometric LiTaO₃ (SLT), MgO-doped |
| Диаметр | 4″ (100mm), 6″ (150mm) |
| Ориентация кристалла | X-cut, Y-cut, Z-cut, 36° Y-X, 42° Y-X (SAW), 48° Y-X |
| Толщина | 250μm–500μm standard |
| Полировка поверхности | SSP, DSP, Ra < 0.5nm |
| Скорость SAW | 3,900–4,200 m/s (varies with cut) |
| TCF (температурный коэффициент частоты) | 42° Y-X: ~ -35 ppm/°C |
| Пироэлектрический коэффициент | 2.3 × 10⁻⁸ C/cm²·K |
| Температура Кюри | 610°C |
| Показатель преломления | nₒ = 2.176, nₑ = 2.180 @ 633nm |
| Оптическое пропускание | 350nm–5,500nm |
| Диэлектрическая проницаемость | ε = 41–43 |
| Доменная структура | Single-domain poled |
| Плотность | 7.46 g/cm³ |
| Упаковка | Conductive or standard, vacuum-sealed, Class 100 |
Применения
Фильтры 5G SAW/BAW
LiTaO₃ — доминирующая подложка для фильтров на поверхностных и объёмных акустических волнах в RF-фронтендах смартфонов 5G. Срез 42° Y-X обеспечивает оптимальное сочетание высокой электромеханической связи (k² ≈ 5.5%), умеренной скорости SAW (~4,000 m/s) и более низкого TCF (-35 ppm/°C по сравнению с -75 ppm/°C для LiNbO₃). Каждый 5G-аппарат содержит 15–30 фильтров на основе LiTaO₃, охватывающих диапазоны от 600 MHz до 2.7 GHz.
Пироэлектрические датчики
LiTaO₃'s high pyroelectric coefficient (2.3 × 10⁻⁸ C/cm²·K) and low dielectric constant (ε = 41–43) make it the material of choice for room-temperature infrared detectors. Pyroelectric LiTaO₃ sensors are used in non-contact thermometry, flame detection, gas analysis (NDIR), motion sensing (PIR), and FTIR spectroscopy detectors — all operating without cryogenic cooling unlike semiconductor IR detectors.
Устройства нелинейной оптики
LiTaO₃'s lower birefringence (nₑ - nₒ ≈ 0.004 vs 0.08 for LiNbO₃) enables phase-matching geometries not possible in LiNbO₃. Periodically poled LiTaO₃ (PPLT) is used for UV generation via SHG (e.g., 355nm from 710nm) where LiNbO₃'s photorefractive damage threshold is insufficient, and for THz-wave generation via difference frequency mixing.
Мультиплексоры BAW
Устройства BAW — резонаторы с твёрдым креплением (SMR) и плёночные объёмные акустические резонаторы (FBAR) — всё чаще используют тонкие плёнки LiTaO₃ для высокочастотных мультиплексоров выше 3 GHz. Более высокая акустическая скорость по сравнению с AlN позволяет применять более тонкие пьезоэлектрические слои при заданной частоте, а температурно-стабильный срез 42° Y-X минимизирует дрейф частоты, вызванный TCF, в мощных дуплексерных применениях.
Фильтры базовых станций 5G
Мощные фильтры LiTaO₃ SAW и TC-SAW (с температурной компенсацией) отвечают высоким требованиям к линейности и мощности приёмопередатчиков базовых станций 5G NR. Структуры TC-SAW с покрытием SiO₂ снижают TCF почти до нуля (±5 ppm/°C), обеспечивая работу фильтров в диапазоне температур наружных базовых станций от -40°C до +85°C без активной термокомпенсации.
SAW-сенсор и «лаборатория на чипе»
Высокая массовая чувствительность SAW-устройств на LiTaO₃ обеспечивает безметочный биосенсинг, детектирование химических паров и мониторинг взвешенных частиц. Конфигурации линий задержки и резонаторов SAW на 36° Y-X LiTaO₃ достигают массового разрешения на уровне субпикограмма и используются в детекторах газовой хроматографии, датчиках влажности и платформах диагностики у постели больного.
Метролoгия и контроль качества
Каждая партия проверяется с помощью рентгеновской кривой качания (FWHM < 30 arcsec), измерения скорости и связи SAW (3,900–4,200 m/s), определения TCF (~ -35 ppm/°C), измерения пироэлектрического коэффициента (2.3 × 10⁻⁸ C/cm²·K), измерения шероховатости поверхности методом AFM (Ra < 0.5nm), диэлектрической аномалии при температуре Кюри (610°C), контроля травлением доменов и оптической спектрофотометрии (> 65% пропускания, 350nm–5,500nm). Это обеспечивает стабильную работу подложек для SAW, пироэлектрических и нелинейно-оптических применений.
Начните сегодня
Обратитесь в GINECHIP, чтобы подобрать подложки LiTaO₃ под ваши требования к SAW, пироэлектрическим или нелинейно-оптическим применениям, с кастомными срезами, легированием и полингом. Мы поддерживаем ваши спецификации от выбора материала до подтвержденных результатов метрологии.