概要

合成石英玻璃是以高纯合成硅源（如四氯化硅、高纯有机硅）为原料，通过化学气相沉积、火焰水解、高温熔制等工艺制备的非晶态SiO₂玻璃。完全不含天然矿物杂质，是目前纯度较高、性能较优的石英玻璃品种，主要用于半导体、光刻、光纤、深紫外光学等高级领域。

核心特点

- 超高纯度

SiO₂纯度可达 99.999%～99.9999%，金属杂质低至ppb级，无天然包裹体与气泡缺陷。

- 较佳的紫外透过率

在深紫外（170–250 nm）波段透光率极高，是光刻、紫外光学的核心材料。

- 超低羟基可控

羟基（OH⁻）可精准控制至＜10 ppm甚至更低，高温稳定性、抗析晶能力极强。

- 低热膨胀、高耐热冲击

热膨胀系数极低，可承受剧烈温变，高温下不形变、不析晶。

- 高均匀性与低应力

内部无条纹、无气泡、无应力双折射，光学一致性较佳。

主要用途

- 半导体光刻与制程- 光刻机用透镜、光窗、掩膜板基板

刻蚀、扩散、退火、外延用石英炉管、石英舟、石英夹具

- 光纤通信- 高端光纤预制棒套管、包层材料， 超低损耗光纤用石英基材

- 深紫外光学与激光- 准分子激光光学元件、紫外检测设备光窗激光系统、医疗紫外设备关键部件

- 第三代半导体- SiC、GaN 高温生长炉用高纯石英器件，半导体外延、MOCVD 设备石英件

- 科研与航空航天- 高精度光学仪器、耐辐照光学组件，航天级耐高温、抗辐照透明结构件

衡量标准

纯度与杂质

- SiO₂ 含量：≥ 99.999%（半导体级）

- 金属杂质总量：≤ 1 ppm

- 碱金属（Na、K、Li）：≤ 50 ppb

- 过渡金属（Fe、Cu、Ni）：≤ 10 ppb

- U、Th 放射性元素：≤ 0.01 ppb

- 羟基含量（OH⁻）：≤ 10–20 ppm（高端可＜1 ppm）

- 紫外透过率：172 nm ≥ 80%，200 nm ≥ 85%

- 热膨胀系数：≤ 5.5×10⁻⁷ /℃

- 折射率均匀性：＜ 1×10⁻⁶

- 内应力：无双折射条纹，无可见气泡、夹杂物

- 外观：无色透明、无条纹、无气泡、无结石

- 尺寸：可定制板材、棒材、管材、异形件

- 表面粗糙度：Ra 可达纳米级抛光

检测方法

- 杂质：GDMS、ICP-MS

- 羟基：FTIR 红外光谱

- 透过率：紫外-可见分光光度计

- 应力：偏光应力仪

- 内部缺陷：激光散射缺陷检测仪