K: Ki prensipal teknoloji yo itilize nan koupe ak trete wafer SiC yo?
A:Karbid Silisyòm (SiC) gen yon dite ki dezyèm sèlman apre dyaman epi li konsidere kòm yon materyèl ki trè di ak frajil. Pwosesis tranche a, ki enplike koupe kristal ki grandi yo an tranch mens, pran anpil tan epi li gen tandans pou fann. Kòm premye etap nanSiCNan pwosesis monokristal la, kalite tranchaj la gen yon gwo enfliyans sou fanm k'ap pile, polisaj ak eklèsi ki vin apre a. Tranchaj la souvan prezante fant sifas ak anba sifas, sa ki ogmante pousantaj kraze waf yo ak pri pwodiksyon yo. Se poutèt sa, kontwole domaj fant sifas yo pandan tranchaj la enpòtan anpil pou avanse fabrikasyon aparèy SiC yo.
Metòd koupe SiC ki rapòte kounye a yo enkli koupe ak abrazif fiks, koupe ak abrazif lib, koupe lazè, transfè kouch (separasyon frèt), ak koupe pa dechaj elektrik. Pami sa yo, koupe milti-fil resipwòk ak abrazif dyaman fiks se metòd ki pi souvan itilize pou trete monokristal SiC. Sepandan, kòm gwosè lengote rive nan 8 pous ak plis, siyaj fil tradisyonèl vin mwens pratik akòz gwo demand ekipman, pri, ak efikasite ki ba. Gen yon bezwen ijan pou teknoloji koupe ki pa koute chè, ki pa gen anpil pèt, ak gwo efikasite.
K: Ki avantaj koupe lazè genyen sou koupe milti-fil tradisyonèl la?
A: Sye tradisyonèl ak fil koupe aLingot SiCsou yon direksyon espesifik an tranch plizyè santèn mikron epesè. Tranch yo Lè sa a, yo moulen lè l sèvi avèk yon melanj dyaman pou retire mak si ak domaj anba sifas la, ki te swiv pa yon polisaj mekanik chimik (CMP) pou reyalize yon planarizasyon global, epi finalman netwaye pou jwenn waf SiC.
Sepandan, akòz gwo dite ak frajilite SiC a, etap sa yo ka fasilman lakòz defòmasyon, fann, ogmante pousantaj kraze, pi gwo pri pwodiksyon, epi lakòz gwo aspè sifas ak kontaminasyon (pousyè, dlo ize, elatriye). Anplis de sa, siye fil la ralanti epi li gen yon ti sede. Estimasyon yo montre ke tranche tradisyonèl milti-fil la reyalize sèlman anviwon 50% itilizasyon materyèl, epi jiska 75% nan materyèl la pèdi apre polisaj ak fanm. Done pwodiksyon etranje byen bonè yo te endike ke li te ka pran anviwon 273 jou pwodiksyon kontinyèl 24 èdtan pou pwodui 10,000 wafer—ki pran anpil tan.
Nan peyi a, anpil konpayi kwasans kristal SiC yo konsantre sou ogmante kapasite founo yo. Sepandan, olye pou yo jis ogmante pwodiksyon an, li pi enpòtan pou konsidere kijan pou diminye pèt yo—sitou lè sede kwasans kristal yo poko optimal.
Ekipman koupe lazè ka diminye pèt materyèl anpil epi amelyore sede a. Pa egzanp, lè w sèvi ak yon sèl 20 mmLingot SiCSiye ak fil ka bay anviwon 30 waf ki gen yon epesè 350 μm. Tranche lazè ka bay plis pase 50 waf. Si epesè waf la redwi a 200 μm, plis pase 80 waf ka pwodui ak menm lengote a. Pandan ke siye ak fil lajman itilize pou waf 6 pous ak pi piti, tranche yon lengote SiC 8 pous ka pran 10-15 jou ak metòd tradisyonèl yo, ki mande ekipman wo nivo epi ki gen gwo depans ak yon efikasite ki ba. Nan kondisyon sa yo, avantaj tranche lazè a vin klè, sa ki fè li teknoloji prensipal lavni pou waf 8 pous.
Avèk koupe lazè, tan koupe pou chak wafer 8 pous ka mwens pase 20 minit, ak pèt materyèl pou chak wafer mwens pase 60 μm.
An rezime, konpare ak koupe milti-fil, tranchaj lazè ofri pi gwo vitès, pi bon rannman, mwens pèt materyèl, ak yon pwosesis ki pi pwòp.
K: Ki prensipal defi teknik yo nan tranche lazè SiC?
A: Pwosesis koupe lazè a gen ladan de etap prensipal: modifikasyon lazè ak separasyon wafer.
Nwayo modifikasyon lazè a se mete reyon an nan fòm ak optimize paramèt yo. Paramèt tankou puisans lazè, dyamèt tach la, ak vitès eskanè a tout afekte kalite ablasyon materyèl la ak siksè separasyon waf ki vin apre a. Jewometri zòn modifye a detèmine aspè sifas la ak difikilte separasyon an. Yon sifas ki twò aspè sifas konplike fanm k ap travay pita epi ogmante pèt materyèl.
Apre modifikasyon an, separasyon wafer la tipikman reyalize atravè fòs tayisman, tankou frakti frèt oswa estrès mekanik. Gen kèk sistèm domestik ki itilize transducteur ultrasons pou pwovoke vibrasyon pou separasyon, men sa ka lakòz domaj fann ak kwen, sa ki diminye sede final la.
Malgre ke de etap sa yo pa difisil an li menm, enkonsistans nan kalite kristal la—akòz diferan pwosesis kwasans, nivo dopan, ak distribisyon estrès entèn—afekte anpil difikilte koupe a, rannman an, ak pèt materyèl la. Jis idantifye zòn pwoblèm yo epi ajiste zòn eskanè lazè yo ka pa amelyore rezilta yo anpil.
Kle pou yon adopsyon lajè se devlope metòd ak ekipman inovatè ki ka adapte yo ak yon pakèt kalite kristal ki soti nan divès manifaktirè yo, optimize paramèt pwosesis yo, epi konstwi sistèm koupe lazè ki ka aplike inivèsèlman.
K: Èske teknoloji koupe lazè ka aplike sou lòt materyèl semi-kondiktè apa de SiC?
A: Teknoloji koupe lazè te toujou aplike nan yon pakèt materyèl. Nan semi-kondiktè, li te okòmansman itilize pou koupe waf an ti moso epi depi lè sa a li te elaji pou tranche gwo kristal sèl an gwo.
Anplis SiC, koupe lazè kapab itilize tou pou lòt materyèl di oswa frajil tankou dyaman, nitrid galyòm (GaN), ak oksid galyòm (Ga₂O₃). Etid preliminè sou materyèl sa yo demontre posibilite ak avantaj koupe lazè pou aplikasyon semi-kondiktè.
K: Èske gen ekipman koupe lazè domestik ki deja byen devlope kounye a? Nan ki etap rechèch ou a ye?
A: Ekipman koupe lazè SiC gwo dyamèt yo lajman konsidere kòm ekipman esansyèl pou lavni pwodiksyon wafer SiC 8 pous. Kounye a, se sèlman Japon ki ka bay sistèm sa yo, epi yo chè epi yo sijè a restriksyon sou ekspòtasyon.
Dapre plan pwodiksyon SiC ak kapasite si fil ki egziste deja, yo estime demann domestik pou sistèm koupe/eklèsi ak lazè a anviwon 1,000 inite. Gwo konpayi domestik yo te envesti anpil nan devlopman, men poko gen okenn ekipman domestik ki byen devlope e ki disponib nan komès ki rive nan deplwaman endistriyèl.
Gwoup rechèch yo ap devlope teknoloji propriétaires pou retire lazè depi 2001 e kounye a yo pwolonje sa a pou koupe ak mens lazè SiC ki gen gwo dyamèt. Yo devlope yon sistèm pwototip ak pwosesis koupe ki kapab: Koupe ak mens waf SiC semi-izolan 4-6 pous Tranche lengote SiC kondiktif 6-8 pous Referans pèfòmans: SiC semi-izolan 6-8 pous: tan koupe 10-15 minit/waf; pèt materyèl <30 μm SiC kondiktif 6-8 pous: tan koupe 14-20 minit/waf; pèt materyèl <60 μm
Rannman wafer estime a ogmante plis pase 50%
Apre koupe an tranch, waf yo satisfè estanda nasyonal yo pou jeyometri apre fanm ak polisaj. Etid yo montre tou ke efè tèmik pwovoke pa lazè pa gen yon enpak siyifikatif sou estrès oswa jeyometri nan waf yo.
Yo te itilize menm ekipman an tou pou verifye posibilite pou koupe monokristal dyaman, GaN, ak Ga₂O₃.
Dat piblikasyon: 23 me 2025