C: Beth yw'r prif dechnolegau a ddefnyddir wrth sleisio a phrosesu wafer SiC?
A:Silicon carbid Mae gan (SiC) galedwch sy'n ail i ddiamwnt yn unig ac fe'i hystyrir yn ddeunydd caled a brau iawn. Mae'r broses sleisio, sy'n cynnwys torri crisialau wedi'u tyfu'n wafferi tenau, yn cymryd llawer o amser ac yn dueddol o sglodion. Fel y cam cyntaf ynSiCprosesu grisial sengl, mae ansawdd y sleisio yn dylanwadu'n sylweddol ar y malu, y sgleinio a'r teneuo dilynol. Yn aml, mae sleisio yn cyflwyno craciau arwyneb ac is-wyneb, gan gynyddu cyfraddau torri wafferi a chostau cynhyrchu. Felly, mae rheoli difrod craciau arwyneb yn ystod sleisio yn hanfodol i ddatblygu gwneuthuriad dyfeisiau SiC.
Ar hyn o bryd, mae dulliau sleisio SiC a adroddir yn cynnwys sleisio sgraffiniol sefydlog, sgraffiniol rhydd, torri laser, trosglwyddo haenau (gwahanu oer), a sleisio rhyddhau trydanol. Ymhlith y rhain, sleisio aml-wifren cilyddol gyda sgraffinyddion diemwnt sefydlog yw'r dull a ddefnyddir amlaf ar gyfer prosesu crisialau sengl SiC. Fodd bynnag, wrth i feintiau ingot gyrraedd 8 modfedd ac uwch, mae llifio gwifren traddodiadol yn dod yn llai ymarferol oherwydd gofynion offer uchel, costau ac effeithlonrwydd isel. Mae angen brys am dechnolegau sleisio cost isel, colled isel ac effeithlonrwydd uchel.
C: Beth yw manteision sleisio laser dros dorri aml-wifren traddodiadol?
A: Mae llifio gwifren traddodiadol yn torri'rIngot SiCar hyd cyfeiriad penodol yn dafelli cannoedd o ficronau o drwch. Yna caiff y dafelli eu malu gan ddefnyddio slyri diemwnt i gael gwared ar farciau llifio a difrod is-wyneb, ac yna caboli mecanyddol cemegol (CMP) i gyflawni planareiddio byd-eang, ac yn olaf eu glanhau i gael wafferi SiC.
Fodd bynnag, oherwydd caledwch a brauder uchel SiC, gall y camau hyn achosi ystofio, cracio, cyfraddau torri uwch, costau cynhyrchu uwch yn hawdd, ac arwain at garwedd arwyneb uchel a halogiad (llwch, dŵr gwastraff, ac ati). Yn ogystal, mae llifio gwifren yn araf ac mae ganddo gynnyrch isel. Mae amcangyfrifon yn dangos mai dim ond tua 50% o ddefnydd deunydd y mae sleisio aml-wifren traddodiadol yn ei gyflawni, a bod hyd at 75% o'r deunydd yn cael ei golli ar ôl caboli a malu. Dangosodd data cynhyrchu tramor cynnar y gallai gymryd tua 273 diwrnod o gynhyrchu parhaus 24 awr i gynhyrchu 10,000 o wafferi - sy'n cymryd llawer o amser.
Yn ddomestig, mae llawer o gwmnïau twf crisial SiC yn canolbwyntio ar gynyddu capasiti ffwrnais. Fodd bynnag, yn lle ehangu allbwn yn unig, mae'n bwysicach ystyried sut i leihau colledion—yn enwedig pan nad yw cynnyrch twf crisial yn optimaidd eto.
Gall offer sleisio laser leihau colli deunydd yn sylweddol a gwella cynnyrch. Er enghraifft, gan ddefnyddio un peiriant torri 20 mmIngot SiCGall llifio gwifren gynhyrchu tua 30 o wafferi o drwch o 350 μm. Gall sleisio laser gynhyrchu mwy na 50 o wafferi. Os caiff trwch y waffer ei leihau i 200 μm, gellir cynhyrchu mwy nag 80 o wafferi o'r un ingot. Er bod llifio gwifren yn cael ei ddefnyddio'n helaeth ar gyfer wafferi 6 modfedd a llai, gall sleisio ingot SiC 8 modfedd gymryd 10–15 diwrnod gyda dulliau traddodiadol, gan olygu bod angen offer pen uchel ac achosi costau uchel gydag effeithlonrwydd isel. O dan yr amodau hyn, mae manteision sleisio laser yn dod yn amlwg, gan ei wneud yn dechnoleg brif ffrwd y dyfodol ar gyfer wafferi 8 modfedd.
Gyda thorri laser, gall yr amser sleisio fesul wafer 8 modfedd fod o dan 20 munud, gyda cholled deunydd fesul wafer o dan 60 μm.
I grynhoi, o'i gymharu â thorri aml-wifren, mae sleisio laser yn cynnig cyflymder uwch, cynnyrch gwell, colli deunydd is, a phrosesu glanach.
C: Beth yw'r prif heriau technegol wrth sleisio laser SiC?
A: Mae'r broses sleisio â laser yn cynnwys dau brif gam: addasu â laser a gwahanu wafferi.
Craidd addasu laser yw siapio trawst ac optimeiddio paramedrau. Mae paramedrau fel pŵer laser, diamedr man, a chyflymder sganio i gyd yn effeithio ar ansawdd abladiad deunydd a llwyddiant gwahanu wafer wedi hynny. Mae geometreg y parth wedi'i addasu yn pennu garwedd arwyneb ac anhawster y gwahanu. Mae garwedd arwyneb uchel yn cymhlethu malu diweddarach ac yn cynyddu colli deunydd.
Ar ôl addasu, mae gwahanu wafferi fel arfer yn cael ei gyflawni trwy rymoedd cneifio, fel toriad oer neu straen mecanyddol. Mae rhai systemau domestig yn defnyddio trawsddygiaduron uwchsonig i ysgogi dirgryniadau ar gyfer gwahanu, ond gall hyn achosi naddu a diffygion ymyl, gan ostwng y cynnyrch terfynol.
Er nad yw'r ddau gam hyn yn anodd yn eu hanfod, mae anghysondebau yn ansawdd y grisial—oherwydd gwahanol brosesau tyfu, lefelau dopio, a dosraniadau straen mewnol—yn effeithio'n sylweddol ar anhawster sleisio, cynnyrch, a cholli deunydd. Efallai na fydd nodi ardaloedd problemus ac addasu parthau sganio laser yn unig yn gwella canlyniadau'n sylweddol.
Yr allwedd i fabwysiadu eang yw datblygu dulliau ac offer arloesol a all addasu i ystod eang o rinweddau crisial gan wahanol weithgynhyrchwyr, optimeiddio paramedrau prosesau, ac adeiladu systemau sleisio laser gyda chymhwysedd cyffredinol.
C: A ellir defnyddio technoleg sleisio laser ar gyfer deunyddiau lled-ddargludyddion eraill heblaw SiC?
A: Yn hanesyddol, mae technoleg torri laser wedi cael ei chymhwyso i ystod eang o ddefnyddiau. Mewn lled-ddargludyddion, fe'i defnyddiwyd i ddechrau ar gyfer disio wafer ac ers hynny mae wedi ehangu i sleisio crisialau sengl swmp mawr.
Y tu hwnt i SiC, gellir defnyddio sleisio laser hefyd ar gyfer deunyddiau caled neu frau eraill fel diemwnt, nitrid galliwm (GaN), ac ocsid galliwm (Ga₂O₃). Mae astudiaethau rhagarweiniol ar y deunyddiau hyn wedi dangos ymarferoldeb a manteision sleisio laser ar gyfer cymwysiadau lled-ddargludyddion.
C: A oes cynhyrchion offer sleisio laser domestig aeddfed ar hyn o bryd? Pa gam mae eich ymchwil ynddo?
A: Ystyrir yn eang fod offer sleisio laser SiC diamedr mawr yn offer craidd ar gyfer dyfodol cynhyrchu wafferi SiC 8 modfedd. Ar hyn o bryd, dim ond Japan all ddarparu systemau o'r fath, ac maent yn ddrud ac yn destun cyfyngiadau allforio.
Amcangyfrifir bod y galw domestig am systemau sleisio/teneuo laser tua 1,000 o unedau, yn seiliedig ar gynlluniau cynhyrchu SiC a'r capasiti llifio gwifren presennol. Mae cwmnïau domestig mawr wedi buddsoddi'n helaeth mewn datblygiad, ond nid oes unrhyw offer domestig aeddfed, sydd ar gael yn fasnachol, wedi cyrraedd defnydd diwydiannol eto.
Mae grwpiau ymchwil wedi bod yn datblygu technoleg codi laser perchnogol ers 2001 ac maent bellach wedi ymestyn hyn i sleisio a theneuo laser SiC diamedr mawr. Maent wedi datblygu system brototeip a phrosesau sleisio sy'n gallu:Torri a theneuo wafferi SiC lled-inswleiddio 4–6 modfeddSleisio ingotau SiC dargludol 6–8 modfeddMeincnodau perfformiad:SiC lled-inswleiddio 6–8 modfedd: amser sleisio 10–15 munud/wafer; colled deunydd <30 μmSiC dargludol 6–8 modfedd: amser sleisio 14–20 munud/wafer; colled deunydd <60 μm
Cynyddodd cynnyrch wafer amcangyfrifedig dros 50%
Ar ôl eu sleisio, mae'r wafferi yn bodloni safonau cenedlaethol ar gyfer geometreg ar ôl malu a sgleinio. Mae astudiaethau hefyd yn dangos nad yw effeithiau thermol a achosir gan laser yn effeithio'n sylweddol ar straen na geometreg yn y wafferi.
Defnyddiwyd yr un offer hefyd i wirio dichonoldeb sleisio crisialau sengl diemwnt, GaN, a Ga₂O₃.
Amser postio: Mai-23-2025