單晶石英晶圓
設計用於頻率控制的AT/ST切向石英晶圓,具備接近零溫度係數的穩定性特點,並提供Q > 10⁶以滿足高要求應用。
概覽
石英是壓電材料α-SiO₂晶體,AT切向晶圓在25°C下具備接近零的溫度係數,提供出色的頻率穩定性。並且Q > 10⁶(真空下> 2 × 10⁶),可支援高性能振盪器與SAW/BAW器件。
我們供應100–150mm的石英晶圓,厚度範圍100μm–500μm;表面RMS < 0.5nm、TTV ≤ 3μm、翹曲Bow ≤ 15μm。提供SSP/DSP、研磨(lapped)與CMP等加工表面選項,並以Class 100潔淨室條件出貨,採真空封裝單晶圓治具收納。
AT切向f ≈ 1,670/t(μm)(用於頻率計算),並具備接近零的溫度係數,使25°C附近效能保持穩定。
AT切與ST切對比
選擇最符合性能目標的晶體切割方式。對比周轉溫度、頻率特性以及SAW/TCD等關鍵參數,以優化振盪器、濾波器與計時元件。
AT-cut (35°15′)
頻率穩定型振盪器級
AT切在~25°C附近實現近零溫度係數。f ≈ 1,670 / t (μm);適用於振盪器與濾波器。
ST-cut (42°45′)
零TCD SAW基板
ST切可提供SAW速度 ~3,158 m/s,並且在25°C下TCD ~0 ppm/°C。最適用於SAW濾波器與延遲線。
水熱生長與合成
在高溫高壓條件下,使用高壓釜進行水熱法生長的合成石英
天然石英開採與篩選;兩者都可提供缺陷密度低的單晶α‑SiO₂
GINECHIP採購並加工晶圓,控制籽晶取向,涵蓋AT/ST/BT/CT/DT/X/Y/Z切割
頻率與溫度穩定性
AT切立方頻率-溫度曲線,在25°C附近接近零,並在-20°C至+70°C範圍內保持穩定性
Q > 10⁶,在真空中最高可達2 × 10⁶;用於精密計時的低老化性能
SAW與BAW元件
SAW:ST切表面聲波元件,速度約~3,158 m/s,TCD約~0 ppm/°C
BAW:AT切上的體聲波諧振器,包括基頻與泛音模態
頻率範圍1 MHz–2.5 GHz,涵蓋振盪器、濾波器、諧振器與感測器
規格
| 參數 | 可用範圍 / 數值 |
|---|---|
| 材料 | Single-crystal α-SiO₂ (Quartz), synthetic or natural |
| 切型取向 | AT-cut (35°15′), ST-cut (42°45′), BT-cut, CT-cut, DT-cut, X-cut, Y-cut, Z-cut |
| 直徑 | 100mm (4″), 150mm (6″) |
| 厚度 | 100μm–500μm, frequency-specific lapping |
| 表面拋光 | SSP, DSP, lapped, or CMP-finished |
| 表面粗糙度 | RMS < 0.5nm for polished wafers |
| TTV | ≤ 3μm |
| 彎曲度 / 翹曲度 | Bow ≤ 15μm |
| 密度 | 2.65 g/cm³ |
| 壓電耦合(k²) | ≈ 0.11% (AT-cut fundamental mode) |
| Q 值 | > 10⁶ for AT-cut, > 2 × 10⁶ in vacuum |
| 溫度係數 | AT-cut: near-zero at 25°C (cubic frequency-temperature curve) |
| 頻率範圍 | 1 MHz–2.5 GHz via fundamental and harmonic (overtone) modes |
| CTE(垂直於 Z 軸) | 13.7 × 10⁻⁶/K |
| 折射率 | nₒ = 1.544, nₑ = 1.553 @ 589nm |
| 封裝 | Vacuum-sealed single-wafer cassette, Class 100 cleanroom |
典型應用
聲表面濾波器
採用ST-cut基板,SAW速度約3,158 m/s,TCD約0 ppm/°C,用於行動裝置與RF前端的帶通濾波器與雙工器。
振盪器
AT-cut晶圓在25°C下具有接近零的溫度係數,且Q > 10⁶,適用於高穩定度時鐘與參考振盪器。
諧振器(BAW)
AT-cut上的體聲波(BAW)諧振器,於基本與諧次模式,頻率1 MHz–2.5 GHz,用於計時與濾波。
感測器
利用AT/ST cut的穩定電機械耦合特性的壓電石英微量天平與壓力感測器。
壓電微機電(Piezo-MEMS)
用於壓電微機電(Piezoelectric MEMS)諧振器、陀螺儀與低損耗能量回收裝置的薄型石英片。
計時參考
用於電信、GNSS與資料中心的精密頻率參考,要求低老化與卓越的長期穩定性。
計量與品質管控
每一片GINECHIP石英晶圓皆經逐件檢測。完整量測報告包含切向方向、粗糙度、幾何量測、諧振與純度數據,隨每次出貨附上。