P: Unsa ang mga nag-unang teknolohiya nga gigamit sa pag-slice ug pagproseso sa SiC wafer?
A:Silikon nga karbida Ang (SiC) adunay katig-a nga ikaduha lamang sa diamante ug giisip nga usa ka gahi kaayo ug dali mabuak nga materyal. Ang proseso sa pag-slice, nga naglambigit sa pagputol sa mga mitubo nga kristal ngadto sa nipis nga mga wafer, makagugol ug panahon ug dali nga mabuak. Isip unang lakang saSiCSa single crystal processing, ang kalidad sa pag-slice dako og impluwensya sa sunod nga paggaling, pagpasinaw, ug pagnipis. Ang pag-slice sagad hinungdan sa mga liki sa ibabaw ug ilalom sa nawong, nga nagdugang sa rate sa pagkabuak sa wafer ug gasto sa produksiyon. Busa, ang pagkontrol sa kadaot sa liki sa ibabaw atol sa pag-slice importante kaayo sa pagpalambo sa paghimo sa SiC device.
Ang kasamtangang gitaho nga mga pamaagi sa pag-slice sa SiC naglakip sa fixed-abrasive, free-abrasive slicing, laser cutting, layer transfer (cold separation), ug electrical discharge slicing. Lakip niini, ang reciprocating multi-wire slicing gamit ang fixed diamond abrasives mao ang labing kasagarang gigamit nga pamaagi sa pagproseso sa SiC single crystals. Bisan pa, samtang ang gidak-on sa ingot moabot sa 8 ka pulgada pataas, ang tradisyonal nga wire sawing nahimong dili kaayo praktikal tungod sa taas nga panginahanglan sa kagamitan, gasto, ug ubos nga efficiency. Adunay dinalian nga panginahanglan alang sa mga teknolohiya sa pag-slice nga barato, ubos nga loss, ug taas nga efficiency.
P: Unsa ang mga bentaha sa laser slicing kon itandi sa tradisyonal nga multi-wire cutting?
A: Ang tradisyonal nga paggabas og alambre nagputol saIngot nga SiCsubay sa usa ka piho nga direksyon ngadto sa mga hiwa nga pipila ka gatos ka microns ang gibag-on. Ang mga hiwa dayon galingon gamit ang diamond slurries aron makuha ang mga marka sa lagari ug kadaot sa ilalom sa yuta, gisundan sa chemical mechanical polishing (CMP) aron makab-ot ang global planarization, ug sa katapusan limpyohan aron makuha ang SiC wafers.
Apan, tungod sa taas nga katig-a ug pagka-brittle sa SiC, kini nga mga lakang dali nga hinungdan sa pagka-warp, pagliki, pagtaas sa rate sa pagkabungkag, mas taas nga gasto sa produksiyon, ug moresulta sa taas nga surface roughness ug kontaminasyon (abog, wastewater, ug uban pa). Dugang pa, ang wire sawing hinay ug adunay gamay nga ani. Ang mga banabana nagpakita nga ang tradisyonal nga multi-wire slicing nakab-ot lamang ang mga 50% nga paggamit sa materyal, ug hangtod sa 75% sa materyal ang mawala pagkahuman sa pagpasinaw ug paggaling. Ang sayo nga datos sa produksiyon sa gawas sa nasud nagpakita nga mahimong mokabat ug gibana-bana nga 273 ka adlaw nga padayon nga 24-oras nga produksiyon aron makahimo og 10,000 ka wafer—kinahanglan kaayo og daghang oras.
Sa lokal nga merkado, daghang mga kompanya sa pagtubo sa kristal nga SiC ang naka-focus sa pagdugang sa kapasidad sa hurno. Apan, imbes nga palapdan lang ang output, mas importante nga hunahunaon kon unsaon pagpakunhod ang mga pagkawala—ilabi na kon ang ani sa pagtubo sa kristal dili pa maayo.
Ang mga kagamitan sa pag-slice gamit ang laser makapakunhod pag-ayo sa pagkawala sa materyal ug makapauswag sa ani. Pananglitan, ang paggamit og usa ka 20 mmIngot nga SiCAng wire sawing makahatag og mga 30 ka wafer nga may gibag-on nga 350 μm. Ang laser slicing makahatag og sobra sa 50 ka wafer. Kon ang gibag-on sa wafer pakunhuran ngadto sa 200 μm, sobra sa 80 ka wafer ang mahimo gikan sa samang ingot. Samtang ang wire sawing kaylap nga gigamit para sa mga wafer nga 6 ka pulgada ug mas gagmay, ang pag-slice sa 8-pulgada nga SiC ingot mahimong molungtad og 10-15 ka adlaw gamit ang tradisyonal nga mga pamaagi, nga nanginahanglan og mga high-end nga kagamitan ug adunay taas nga gasto nga adunay ubos nga efficiency. Ubos niini nga mga kondisyon, ang mga bentaha sa laser slicing nahimong klaro, nga naghimo niini nga mainstream nga teknolohiya sa umaabot para sa 8-pulgada nga wafer.
Uban sa laser cutting, ang oras sa paghiwa kada 8-pulgada nga wafer mahimong ubos sa 20 minutos, nga adunay pagkawala sa materyal kada wafer nga ubos sa 60 μm.
Sa laktod nga pagkasulti, kon itandi sa multi-wire cutting, ang laser slicing nagtanyag og mas taas nga katulin, mas maayong ani, mas ubos nga pagkawala sa materyal, ug mas limpyo nga pagproseso.
P: Unsa ang mga nag-unang teknikal nga hagit sa SiC laser slicing?
A: Ang proseso sa pag-slice sa laser naglambigit sa duha ka nag-unang lakang: pag-usab sa laser ug pagbulag sa wafer.
Ang kinauyokan sa laser modification mao ang beam shaping ug parameter optimization. Ang mga parameter sama sa laser power, spot diameter, ug scan speed makaapekto sa kalidad sa material ablation ug sa kalampusan sa sunod nga wafer separation. Ang geometry sa modified zone ang nagtino sa surface roughness ug sa kalisud sa separation. Ang taas nga surface roughness nagpakomplikado sa ulahi nga paggaling ug nagdugang sa pagkawala sa materyal.
Human sa pag-usab, ang pagbulag sa wafer kasagarang makab-ot pinaagi sa shear forces, sama sa cold fracture o mechanical stress. Ang ubang mga sistema sa panimalay naggamit og ultrasonic transducers aron mag-induce og vibrations para sa pagbulag, apan kini mahimong hinungdan sa chipping ug edge defects, nga makapaubos sa final yield.
Samtang kining duha ka lakang dili lisod, ang mga pagkadili-makanunayon sa kalidad sa kristal—tungod sa lain-laing proseso sa pagtubo, lebel sa doping, ug internal stress distributions—dakong makaapekto sa kalisud sa pag-slice, abot, ug pagkawala sa materyal. Ang pag-ila lang sa mga problema nga lugar ug pag-adjust sa laser scanning zones mahimong dili kaayo makapauswag sa mga resulta.
Ang yawe sa kaylap nga pagsagop anaa sa pagpalambo sa mga inobatibong pamaagi ug kagamitan nga makapahiangay sa lain-laing mga kalidad sa kristal gikan sa lain-laing mga tiggama, pag-optimize sa mga parameter sa proseso, ug pagtukod og mga sistema sa pag-slice sa laser nga adunay unibersal nga pagkagamit.
P: Mahimo ba nga magamit ang teknolohiya sa laser slicing sa ubang mga materyales sa semiconductor gawas sa SiC?
A: Ang teknolohiya sa pagputol sa laser kaniadto gigamit sa lainlaing mga materyales. Sa mga semiconductor, kini gigamit sa sinugdanan alang sa pagtadtad sa wafer ug sukad niadto gipalapdan na sa pagtadtad sa dagkong bulk nga single crystals.
Gawas sa SiC, ang laser slicing magamit usab alang sa ubang gahi o dali mabuak nga mga materyales sama sa diamante, gallium nitride (GaN), ug gallium oxide (Ga₂O₃). Ang mga pasiunang pagtuon niini nga mga materyales nagpakita sa posibilidad ug mga bentaha sa laser slicing alang sa mga aplikasyon sa semiconductor.
P: Aduna bay mga hamtong nga produkto sa lokal nga kagamitan sa pag-slice sa laser sa pagkakaron? Unsang yugtoa na ang imong panukiduki?
A: Ang dagkong-diametro nga SiC laser slicing equipment kay kaylap nga giisip nga kinauyokan nga kagamitan alang sa kaugmaon sa 8-pulgada nga SiC wafer production. Sa pagkakaron, ang Japan ra ang makahatag sa ingon nga mga sistema, ug kini mahal ug gipailalom sa mga restriksyon sa pag-eksport.
Ang panginahanglan sa lokal para sa mga laser slicing/thinning system gibanabana nga mokabat sa mga 1,000 ka yunit, base sa mga plano sa produksiyon sa SiC ug sa kasamtangang kapasidad sa wire saw. Ang mga dagkong kompanya sa lokal namuhunan og dako sa pag-uswag, apan wala pa'y hamtong ug komersyal nga magamit nga mga kagamitan sa lokal nga nakaabot sa industriyal nga paggamit.
Ang mga grupo sa panukiduki nagpalambo sa proprietary laser lift-off technology sukad niadtong 2001 ug karon gipalapdan na kini ngadto sa dagkong diametro nga SiC laser slicing ug thinning. Nakaugmad sila og prototype system ug mga proseso sa pag-slice nga makahimo sa: Pagputol ug pagnipis sa 4–6 ka pulgada nga semi-insulating SiC wafersPaghiwa sa 6–8 ka pulgada nga conductive SiC ingotsMga benchmark sa performance:6–8 ka pulgada nga semi-insulating SiC: oras sa pag-slice 10–15 ka minuto/wafer; pagkawala sa materyal <30 μm6–8 ka pulgada nga conductive SiC: oras sa pag-slice 14–20 ka minuto/wafer; pagkawala sa materyal <60 μm
Gibanabana nga ang ani sa wafer misaka og sobra sa 50%
Human sa pag-slice, ang mga wafer nakab-ot ang nasudnong mga sumbanan alang sa geometry human sa paggaling ug pagpasinaw. Gipakita usab sa mga pagtuon nga ang mga epekto sa kainit nga gipahinabo sa laser wala kaayo makaapekto sa stress o geometry sa mga wafer.
Ang samang kagamitan gigamit usab aron mapamatud-an ang posibilidad sa paghiwa sa diamante, GaN, ug Ga₂O₃ nga mga kristal.
Oras sa pag-post: Mayo-23-2025