F: Wat binne de wichtichste technologyen dy't brûkt wurde by it snijen en ferwurkjen fan SiC-wafers?
A:Silisiumkarbid (SiC) hat in hurdens dy't allinich twadde is nei diamant en wurdt beskôge as in tige hurd en bros materiaal. It snijproses, wêrby't it snijen fan groeide kristallen yn tinne wafers omfettet, is tiidslinend en gefoelich foar chippen. As de earste stap ynSiCBy ienkristalferwurking beynfloedet de kwaliteit fan it snijden signifikant it neifolgjende slypjen, polyskjen en útdunnen. Slicing feroarsaket faak skuorren yn it oerflak en ûnder it oerflak, wêrtroch't waferbrekkingssifers en produksjekosten tanimme. Dêrom is it kontrolearjen fan skea oan oerflakskuorren tidens it snijden krúsjaal foar it befoarderjen fan de fabrikaazje fan SiC-apparaten.
Op it stuit rapportearre SiC-snijmetoaden omfetsje fêst-abrasive, frij-abrasive snijden, lasersnijden, laachoerdracht (kâlde skieding), en elektryske ûntladingssnijden. Hjirûnder is it heen en wer gean fan meardraads snijden mei fêste diamant-slypmiddels de meast brûkte metoade foar it ferwurkjen fan SiC-ienkristallen. As ingotsgruttes lykwols 8 inch en mear berikke, wurdt tradisjoneel triedseagjen minder praktysk fanwegen hege easken oan apparatuer, kosten en lege effisjinsje. D'r is in driuwende needsaak foar goedkeape, leech-ferlies, heech-effisjinte snijtechnologyen.
F: Wat binne de foardielen fan lasersnijden boppe tradisjoneel snijden mei meardere triedden?
A: Tradisjoneel triedseagjen snijt deSiC-barrelâns in spesifike rjochting yn plakjes fan ferskate hûnderten mikron dik. De plakjes wurde dan slyp mei diamantslurries om seagespoaren en ûndergrûnske skea te ferwiderjen, folge troch gemysk-meganysk polearjen (CMP) om globale planarisaasje te berikken, en úteinlik skjinmakke om SiC-wafers te krijen.
Fanwegen de hege hurdens en brosheid fan SiC kinne dizze stappen lykwols maklik kromtrekken, barsten, ferhege breuksifers, hegere produksjekosten feroarsaakje, en resultearje yn hege oerflakrûchheid en fersmoarging (stof, ôffalwetter, ensfh.). Derneist is triedseagjen stadich en hat in lege opbringst. Skattings litte sjen dat tradisjoneel meartrieds snijden mar sawat 50% materiaalbenutting berikt, en oant 75% fan it materiaal giet ferlern nei it polijsten en slypjen. Iere bûtenlânske produksjegegevens joegen oan dat it sawat 273 dagen fan trochgeande 24-oere produksje koe duorje om 10.000 wafers te produsearjen - tige tiidslinend.
Yn eigen lân rjochtsje in protte bedriuwen foar it groeien fan SiC-kristalen har op it fergrutsjen fan de ovenkapasiteit. Ynstee fan allinich de produksje út te wreidzjen, is it lykwols wichtiger om te beskôgjen hoe't ferliezen ferminderje kinne - foaral as de opbringsten fan 'e kristalgroei noch net optimaal binne.
Lasersnijapparatuer kin materiaalferlies signifikant ferminderje en de opbringst ferbetterje. Bygelyks, mei in inkele 20 mmSiC-barreTriedseagjen kin sawat 30 wafers mei in dikte fan 350 μm opleverje. Lasersnijden kin mear as 50 wafers opleverje. As de waferdikte werombrocht wurdt nei 200 μm, kinne mear as 80 wafers út deselde ingot produsearre wurde. Wylst triedseagjen in soad brûkt wurdt foar wafers fan 6 inch en lytser, kin it snijden fan in 8-inch SiC-ingot 10-15 dagen duorje mei tradisjonele metoaden, wêrtroch't hege-end apparatuer nedich is en hege kosten mei lege effisjinsje mei him komme. Under dizze omstannichheden wurde de foardielen fan lasersnijden dúdlik, wêrtroch't it de mainstream takomstige technology is foar 8-inch wafers.
Mei lasersnijden kin de snijtiid per wafer fan 8 inch ûnder de 20 minuten wêze, mei in materiaalferlies per wafer ûnder 60 μm.
Gearfetsjend, yn ferliking mei meardraadssnijden, biedt lasersnijden in hegere snelheid, bettere opbringst, leger materiaalferlies en skjinne ferwurking.
F: Wat binne de wichtichste technyske útdagings by it snijen mei SiC-lasers?
A: It lasersnijproses omfettet twa haadstappen: lasermodifikaasje en waferskieding.
De kearn fan lasermodifikaasje is strielfoarming en parameteroptimalisaasje. Parameters lykas laserkrêft, spotdiameter en scansnelheid beynfloedzje allegear de kwaliteit fan materiaalablaasje en it súkses fan 'e neifolgjende waferskieding. De geometry fan 'e modifisearre sône bepaalt oerflakterûchheid en de muoite fan skieding. Hege oerflakterûchheid komplisearret letter slypjen en fergruttet materiaalferlies.
Nei modifikaasje wurdt waferskieding typysk berikt troch skuorkrêften, lykas kâlde breuk of meganyske stress. Guon húshâldlike systemen brûke ultrasone transducers om trillingen te indusearjen foar skieding, mar dit kin chipping en rânedefekten feroarsaakje, wêrtroch't de definitive opbringst ferlege wurdt.
Hoewol dizze twa stappen net ynherint lestich binne, hawwe ynkonsistinsjes yn kristalkwaliteit - fanwegen ferskillende groeiprosessen, dopingnivo's en ynterne spanningsferdielingen - in wichtige ynfloed op 'e muoite fan it snijen, opbringst en materiaalferlies. Allinnich it identifisearjen fan probleemgebieten en it oanpassen fan laserscanzones kin de resultaten net substansjeel ferbetterje.
De kaai ta wiidfersprate oannimmen leit yn it ûntwikkeljen fan ynnovative metoaden en apparatuer dy't har oanpasse kinne oan in breed skala oan kristalkwaliteiten fan ferskate fabrikanten, it optimalisearjen fan prosesparameters en it bouwen fan lasersnijsystemen mei universele tapasberens.
F: Kin lasersnijtechnology tapast wurde op oare healgeleidermaterialen neist SiC?
A: Lasersnijtechnology is histoarysk tapast op in breed skala oan materialen. Yn healgeleiders waard it yn earste ynstânsje brûkt foar it snijen fan wafers en is sûnt útwreide nei it snijen fan grutte bulk-ienkristallen.
Neist SiC kin lasersnijden ek brûkt wurde foar oare hurde of brosse materialen lykas diamant, galliumnitride (GaN) en galliumokside (Ga₂O₃). Foarriedige stúdzjes oer dizze materialen hawwe de mooglikheid en foardielen fan lasersnijden foar healgeleidertapassingen oantoand.
F: Binne der op it stuit folwoeksen produkten foar lasersnijapparatuer foar binnenlânske gebrûk? Yn hokker stadium is jo ûndersyk?
A: SiC-lasersnijapparatuer mei grutte diameter wurdt breed beskôge as de kearnapparatuer foar de takomst fan 8-inch SiC-waferproduksje. Op it stuit kin allinich Japan sokke systemen leverje, en se binne djoer en ûnderwurpen oan eksportbeperkingen.
De binnenlânske fraach nei laser-snij-/útdunningssystemen wurdt rûsd op sawat 1.000 ienheden, basearre op SiC-produksjeplannen en besteande triedseagekapasiteit. Grutte binnenlânske bedriuwen hawwe swier ynvestearre yn ûntwikkeling, mar gjin folwoeksen, kommersjeel beskikbere húshâldlike apparatuer hat noch yndustriële ynset berikt.
Undersyksgroepen hawwe sûnt 2001 eigen laser lift-off technology ûntwikkele en hawwe dit no útwreide nei SiC laser snijden en ferdunnen mei grutte diameter. Se hawwe in prototypesysteem en snijprosessen ûntwikkele dy't by steat binne om: 4-6 inch heal-isolearjende SiC-wafers te snijen en te ferdunnenIt snijen fan 6-8 inch geleidende SiC-barrenPrestaasjebenchmarks: 6-8 inch heal-isolearjend SiC: snijtiid 10-15 minuten/wafer; materiaalferlies <30 μm6-8 inch geleidende SiC: snijtiid 14-20 minuten/wafer; materiaalferlies <60 μm
Rûsde waferopbringst mei mear as 50% tanommen
Nei it snijen foldogge de wafers oan nasjonale noarmen foar geometry nei it slypjen en polijsten. Undersyk lit ek sjen dat laser-induzearre termyske effekten gjin signifikante ynfloed hawwe op spanning of geometry yn 'e wafers.
Deselde apparatuer is ek brûkt om de mooglikheid te ferifiearjen foar it snijen fan diamant-, GaN- en Ga₂O₃-ienkristallen.
Pleatsingstiid: 23 maaie 2025