Q: Naon téknologi utama anu dianggo dina ngiris sareng ngolah wafer SiC?
A:Silikon karbida (SiC) mibanda karasana kadua ngan ukur inten sareng dianggap bahan anu teuas pisan sareng rapuh. Prosés ngiris, anu ngalibatkeun motong kristal anu parantos dewasa janten wafer ipis, nyéépkeun waktos sareng gampang pecah. Salaku léngkah munggaran dinaSiCPamrosésan kristal tunggal, kualitas irisan mangaruhan sacara signifikan kana panggilingan, pemolesan, sareng pangipisan salajengna. Ngiris sering nyababkeun retakan permukaan sareng handapeun permukaan, ningkatkeun laju karusakan wafer sareng biaya produksi. Ku alatan éta, ngontrol karusakan retakan permukaan nalika ngiris penting pisan pikeun ngamajukeun fabrikasi alat SiC.
Métode ngiris SiC anu ayeuna dilaporkeun kalebet fixed-abrasive, free-abrasive slicing, laser cutting, layer transfer (cold separation), sareng electrical discharge slicing. Di antara ieu, reciprocating multi-wire slicing nganggo fixed inten abrasive mangrupikeun metode anu paling umum dianggo pikeun ngolah kristal tunggal SiC. Nanging, kumargi ukuran ingot ngahontal 8 inci ka luhur, penggergajian kawat tradisional janten kirang praktis kusabab paménta peralatan anu luhur, biaya, sareng efisiensi anu handap. Aya kabutuhan anu penting pikeun téknologi ngiris anu murah, rugi rendah, sareng efisiensi anu luhur.
Q: Naon kaunggulan tina ngiris laser dibandingkeun motong multi-kawat tradisional?
A: Gergaji kawat tradisional motongIngot SiCsapanjang arah anu khusus kana irisan anu kandelna sababaraha ratus mikron. Irisan-irisan éta teras digiling nganggo bubur inten pikeun miceun tanda gergaji sareng karusakan handapeun permukaan, dituturkeun ku pemolesan mékanis kimiawi (CMP) pikeun ngahontal planarisasi global, sareng pamustunganana dibersihkeun pikeun kéngingkeun wafer SiC.
Nanging, kusabab karasana sareng gampang rapuhna SiC, léngkah-léngkah ieu tiasa gampang nyababkeun bengkok, retakan, ningkatna laju karusakan, biaya produksi anu langkung luhur, sareng nyababkeun karasana permukaan anu luhur sareng kontaminasi (lebu, cai limbah, jsb.). Salaku tambahan, panggergajian kawat laun sareng gaduh hasil anu handap. Perkiraan nunjukkeun yén ngiris multi-kawat tradisional ngan ukur ngahontal sakitar 50% panggunaan bahan, sareng dugi ka 75% bahan leungit saatos dipoles sareng digiling. Data produksi asing awal nunjukkeun yén peryogi sakitar 273 dinten produksi 24 jam anu terus-terusan pikeun ngahasilkeun 10.000 wafer — intensif pisan waktos.
Di domestik, seueur perusahaan pertumbuhan kristal SiC fokus kana ningkatkeun kapasitas tungku. Nanging, tibatan ngan saukur ngalegaan kaluaran, langkung penting pikeun mertimbangkeun kumaha ngirangan karugian — khususna nalika hasil pertumbuhan kristal tacan optimal.
Alat-alat ngiris laser tiasa ngirangan karugian bahan sacara signifikan sareng ningkatkeun hasil. Salaku conto, nganggo hiji 20 mmIngot SiC:Ngagésér kawat tiasa ngahasilkeun sakitar 30 wafer kalayan ketebalan 350 μm. Ngagésér laser tiasa ngahasilkeun langkung ti 50 wafer. Upami ketebalan wafer dikirangan janten 200 μm, langkung ti 80 wafer tiasa dihasilkeun tina ingot anu sami. Sanaos ngagésér kawat seueur dianggo pikeun wafer 6 inci sareng langkung alit, ngagésér ingot SiC 8 inci tiasa nyandak 10-15 dinten nganggo metode tradisional, anu meryogikeun peralatan canggih sareng nyababkeun biaya anu luhur kalayan efisiensi anu handap. Dina kaayaan ieu, kaunggulan ngagésér laser janten jelas, jantenkeun téknologi masa depan anu utama pikeun wafer 8 inci.
Ku cara motong laser, waktu ngiris per wafer 8 inci tiasa kirang ti 20 menit, kalayan karugian bahan per wafer kirang ti 60 μm.
Singkatna, dibandingkeun sareng motong multi-kawat, ngiris laser nawiskeun kecepatan anu langkung luhur, hasil anu langkung saé, leungitna bahan anu langkung handap, sareng pamrosésan anu langkung bersih.
Q: Naon tantangan téknis utama dina ngiris laser SiC?
A: Prosés ngiris laser ngalibatkeun dua léngkah utama: modifikasi laser sareng pamisahan wafer.
Inti tina modifikasi laser nyaéta ngabentuk sinar sareng optimasi parameter. Parameter sapertos kakuatan laser, diaméter titik, sareng kecepatan scan sadayana mangaruhan kualitas ablasi bahan sareng kasuksésan pamisahan wafer salajengna. Géométri zona anu dimodifikasi nangtukeun karasana permukaan sareng kasusah pamisahan. Karasana permukaan anu luhur ngahesekeun panggilingan engké sareng ningkatkeun karugian bahan.
Saatos modifikasi, pamisahan wafer biasana kahontal ngalangkungan gaya geser, sapertos retakan tiis atanapi setrés mékanis. Sababaraha sistem domestik nganggo transduser ultrasonik pikeun nimbulkeun geteran pikeun pamisahan, tapi ieu tiasa nyababkeun chipping sareng cacad ujung, anu nurunkeun hasil ahir.
Sanaos dua léngkah ieu henteu hésé sacara inheren, inkonsistensi dina kualitas kristal—kusabab prosés kamekaran, tingkat doping, sareng distribusi setrés internal anu béda—mangaruhan sacara signifikan kasusah ngiris, hasil, sareng karugian bahan. Ngan saukur ngaidentipikasi daérah masalah sareng nyaluyukeun zona scan laser tiasa henteu ningkatkeun hasil sacara substansial.
Konci pikeun diadopsi sacara lega nyaéta dina ngembangkeun metode sareng peralatan inovatif anu tiasa adaptasi kana rupa-rupa kualitas kristal ti rupa-rupa pabrik, ngaoptimalkeun parameter prosés, sareng ngawangun sistem pengiris laser kalayan aplikasi universal.
Q: Naha téknologi ngiris laser tiasa diterapkeun kana bahan semikonduktor sanés salian ti SiC?
A: Téhnologi motong laser sacara historis parantos diterapkeun kana rupa-rupa bahan. Dina semikonduktor, mimitina dianggo pikeun motong wafer sareng saprak harita parantos dimekarkeun pikeun ngiris kristal tunggal massal anu ageung.
Salian ti SiC, pangiris laser ogé tiasa dianggo pikeun bahan keras atanapi rapuh anu sanés sapertos inten, galium nitrida (GaN), sareng galium oksida (Ga₂O₃). Panilitian awal ngeunaan bahan-bahan ieu parantos nunjukkeun kalayakan sareng kaunggulan pangiris laser pikeun aplikasi semikonduktor.
Q: Naha ayeuna aya produk alat ngiris laser domestik anu parantos dewasa? Dina tahap naon panilitian anjeun?
A: Alat-alat ngiris laser SiC diaméter ageung sacara lega dianggap alat inti pikeun masa depan produksi wafer SiC 8 inci. Ayeuna, ngan Jepang anu tiasa nyayogikeun sistem sapertos kitu, sareng éta mahal sareng tunduk kana larangan ékspor.
Paménta domestik pikeun sistem ngiris/ngipisan laser diperkirakeun sakitar 1.000 unit, dumasar kana rencana produksi SiC sareng kapasitas gergaji kawat anu tos aya. Perusahaan domestik utama parantos investasi ageung dina pamekaran, tapi teu acan aya peralatan domestik anu dewasa sareng sayogi sacara komersil anu parantos ngahontal panggunaan industri.
Kelompok panalungtikan parantos ngembangkeun téknologi pangangkat laser anu dipatenkeun ti saprak taun 2001 sareng ayeuna parantos ngalegaan ieu kana pangiris sareng pangipisan laser SiC diaméter ageung. Aranjeunna parantos ngembangkeun sistem prototipe sareng prosés pangiris anu sanggup: Motong sareng ngipiskeun wafer SiC semi-insulasi 4–6 inciNgiris ingot SiC konduktif 6–8 inciTolok ukur kinerja:SiC semi-insulasi 6–8 inci: waktos pangiris 10–15 menit/wafer; leungitna bahan <30 μmSiC konduktif 6–8 inci: waktos pangiris 14–20 menit/wafer; leungitna bahan <60 μm
Perkiraan hasil wafer ningkat langkung ti 50%
Saatos diiris, wafer nyumponan standar nasional pikeun géométri saatos digiling sareng dipoles. Panilitian ogé nunjukkeun yén épék termal anu diinduksi laser henteu mangaruhan setrés atanapi géométri dina wafer sacara signifikan.
Alat anu sami ogé parantos dianggo pikeun mastikeun kalayakan pikeun ngiris kristal tunggal inten, GaN, sareng Ga₂O₃.
Waktos posting: 23 Méi-2025