S: SiC wafli dilimlemekde we gaýtadan işlemekde ulanylýan esasy tehnologiýalar haýsylar?
A:Silikon karbid (SiC) göwherden soň ikinji orunda durýar we gaty gaty we döwük material hasaplanýar. Ulaldylan kristallary inçe wafli kesmegi öz içine alýan dilimlemek prosesi köp wagt talap edýär we kesmäge ýykgyn edýär. Birinji ädim hökmündeSiCýekeje kristal gaýtadan işlemek, dilimiň hili soňraky üweýişe, ýalpyldawuklyga we ýukalyga ep-esli derejede täsir edýär. Dilimlemek köplenç ýerüsti we ýerasty çatryklary ýüze çykarýar, wafli döwmegiň derejesini we önümçilik çykdajylaryny ýokarlandyrýar. Şonuň üçin, dilimlenende ýerüsti çatryklaryň zeperlenmegine gözegçilik etmek, SiC enjamynyň ýasalyşyny ösdürmek üçin möhümdir.
Häzirki wagtda habar berilýän SiC dilimleme usullaryna durnukly abraziw, erkin abraziw dilimlemek, lazer kesmek, gatlak geçirmek (sowuk aýralyk) we elektrik togunyň kesilmegi degişlidir. Bularyň arasynda köp simli dilimleri, göwher abraziw serişdeleri bilen jogap bermek, SiC ýeke kristallaryny gaýtadan işlemek üçin iň köp ulanylýan usuldyr. Şeýle-de bolsa, ingot ululyklary 8 dýuýma we ondan ýokary derejä ýetensoň, enjamlaryň ýokary talaplary, çykdajylary we pes netijeliligi sebäpli adaty sim armaturalary has amatly bolýar. Arzan bahaly, pes ýitgi, ýokary netijelilik dilimlemek tehnologiýalaryna gyssagly zerurlyk bar.
S: Lazer dilimlemegiň adaty köp simli kesişden artykmaçlyklary näme?
J: Adaty sim armatura kesýärSiC ingotbelli bir ugur boýunça birnäçe ýüz mikron galyňlykda dilimlere bölünýär. Soňra dilimler, ýerüsti yzlary we ýerasty zeperleri aýyrmak üçin göwher süýümleri ulanyp, global meýilnamalaşdyrmak üçin himiki mehaniki polat (CMP) we SiC wafli almak üçin arassalanýar.
Şeýle-de bolsa, SiC-iň gatylygy we ýiti bolmagy sebäpli bu ädimler aňsatlyk bilen çişirilmegine, ýarylmagyna, döwülmeginiň ýokarlanmagyna, önümçiligiň çykdajylarynyň ýokary bolmagyna we ýeriň çişmegine we hapalanmagyna (tozan, hapa suwlar we ş.m.) sebäp bolup biler. Mundan başga-da, sim kesmek haýal we pes hasyl berýär. Çaklamalara görä, adaty köp simli dilimlemek diňe 50% material ulanmaga ýetýär we materialyň 75% -e çenli ýalpyldawuk we üweýişden soň ýitýär. Irki daşary ýurt önümçilik maglumatlary, 10 000 wafli öndürmek üçin takmynan 273 gün 24 sagat dowam edip biljekdigini görkezýär.
Içerde köp SiC kristal ösüş kompaniýalary peçiň kuwwatyny ýokarlandyrmaga gönükdirilendir. Şeýle-de bolsa, önümçiligi diňe giňeltmegiň ýerine ýitgileri nädip azaltmalydygyny, esasanam hrustal ösüş hasyly entek optimal bolmadyk ýagdaýynda göz öňünde tutmak has möhümdir.
Lazer dilimlemek enjamlary maddy ýitgini ep-esli azaldyp, hasyllylygy ýokarlandyryp biler. Mysal üçin, ýekeje 20 mm ulanmakSiC ingot: Sim armaturasy 350 μm galyňlykda 30 töweregi wafli öndürip biler. Lazer dilimlemek 50-den gowrak wafli öndürip biler. Eger wafli galyňlygy 200 mk-a çenli azalsa, şol bir ingotdan 80-den gowrak wafli öndürilip bilner. Simli armatura 6 dýuým wafli üçin giňden ulanylýar we has kiçi, 8 dýuýmlyk SiC ingoty kesmek adaty usullar bilen 10-15 gün dowam edip biler. Bu şertlerde lazer dilimlemegiň artykmaçlyklary aýdyň bolýar we 8 dýuým wafli üçin esasy tehnologiýa bolar.
Lazer kesmek bilen, 8 dýuým wafli üçin dilimlemek wagty 20 minutdan pes bolup biler, wafli üçin 60 μm-den material ýitirilmegi mümkin.
Gysgaça aýtsak, köp simli kesmek bilen deňeşdirilende, lazer dilimlemek has ýokary tizligi, has oňat hasyllylygy, pes material ýitgisini we has arassa gaýtadan işlemegi hödürleýär.
S: SiC lazer diliminiň esasy tehniki kynçylyklary haýsylar?
J: Lazer kesmek prosesi iki esasy basgançagy öz içine alýar: lazeri üýtgetmek we wafli bölmek.
Lazer modifikasiýasynyň özeni şöhläni emele getirmek we parametrleri optimizirlemekdir. Lazer güýji, nokadyň diametri we skaner tizligi ýaly parametrler material ablasiýanyň hiline we soňraky wafli bölünişiniň üstünligine täsir edýär. Üýtgedilen zonanyň geometriýasy ýerüsti çişligi we bölünmegiň kynlygyny kesgitleýär. Surfaceeriň üstki çişligi soňraky üwemegi kynlaşdyrýar we maddy ýitgini ýokarlandyrýar.
Üýtgedilenden soň, wafli bölmek, adatça sowuk döwük ýa-da mehaniki stres ýaly gyrkym güýçleri arkaly gazanylýar. Käbir içerki ulgamlar aýralyk üçin yrgyldylary güýçlendirmek üçin ultrases ses geçirijilerini ulanýarlar, ýöne bu ahyrky hasylyň peselmegine sebäp bolup, gyrada we gyrada kemçiliklere sebäp bolup biler.
Bu iki ädim aslynda kyn bolmasa-da, dürli ösüş prosesleri, doping derejeleri we içerki stres paýlanyşlary sebäpli kristal hilindäki gapma-garşylyklar, kesmek kynlygyna, hasyllylyga we maddy ýitgä ep-esli derejede täsir edýär. Diňe problemaly ýerleri kesgitlemek we lazer gözleýän zolaklary sazlamak netijeleri ep-esli gowulaşdyryp bilmez.
Giňden ýaýramagyň açary, dürli öndürijilerden dürli kristal häsiýetlere uýgunlaşyp boljak innowasion usullary we enjamlary ösdürmek, proses parametrlerini optimizirlemek we ähliumumy ulanylýan lazer kesiş ulgamlaryny gurmakdyr.
S: Lazer dilimlemek tehnologiýasy SiC-den başga beýleki ýarymgeçiriji materiallara ulanylyp bilnermi?
J: Lazer kesmek tehnologiýasy taryhy taýdan köp sanly materialda ulanyldy. Ondarymgeçirijilerde ilki bilen wafli bahalandyrmak üçin ulanyldy we şondan soň uly göwrümli ýeke kristallary kesmek üçin giňeldi.
SiC-den başga, lazer dilimlemek göwher, galiý nitridi (GaN) we galiý oksidi (Ga₂O₃) ýaly gaty ýa-da döwük materiallar üçin hem ulanylyp bilner. Bu materiallar boýunça deslapky gözlegler ýarymgeçiriji goşundylar üçin lazer dilimlemegiň mümkinçiligini we artykmaçlyklaryny görkezdi.
S: Häzirki wagtda ýetişen içerki lazer dilimleýji enjamlar barmy? Gözlegiňiz haýsy etapda?
J: Uly diametrli SiC lazer dilimlemek enjamlary, 8 dýuýmlyk SiC wafli önümçiliginiň geljegi üçin esasy enjam hasaplanýar. Häzirki wagtda şeýle ulgamlary diňe Japanaponiýa üpjün edip biler we olar gymmat we eksport çäklendirmelerine sezewar edilýär.
SiC önümçilik meýilnamalaryna we bar bolan sim armaturalaryna esaslanyp, lazer dilimlemek / inçe ulgamlaryna içerki isleg 1000 birlik töweregi diýlip çaklanylýar. Esasy içerki kompaniýalar ösüşe ep-esli maýa goýdy, ýöne entek ösen, täjirçilik taýdan elýeterli içerki enjamlar entek senagat enjamlaşdyrylyşyna ýetmedi.
Gözleg toparlary 2001-nji ýyldan bäri eýeçilikli lazer götermek tehnologiýasyny ösdürýärler we indi muny uly diametrli SiC lazeriň kesilmegi we inçelmegi bilen giňeltdiler. Başarnykly prototip ulgamyny we dilimleýiş amallaryny döretdiler: 4–6 dýuým ýarym izolýasiýa SiC wafli kesmek we inçe etmek 6–8 dýuým geçiriji SiC ingotsPerformance görkezijileri: 6–8 dýuým ýarym izolýasiýa SiC: kesiş wagty 10-15 minut / wafer; material ýitgisi <30 μm6–8 dýuým geçiriji SiC: dilimleme wagty 14–20 minut / wafli; maddy ýitgi <60 μm
Çaklanylýan wafli hasyly 50% -den gowrak ýokarlandy
Dilimlenenden soň, wafli üwemekden we ýuwmakdan soň geometriýanyň milli standartlaryna laýyk gelýär. Geçirilen gözlegler, lazer bilen örtülen ýylylyk täsirleriniň waflerdäki stres ýa-da geometriýa ep-esli täsir etmeýändigini görkezýär.
Şol enjam, göwher, GaN we Ga₂O₃ ýekeje kristallaryny kesmegiň mümkinçiligini barlamak üçin ulanyldy.
Iş wagty: Maý-23-2025