S: SiC wafer dilimlemekde we gaýtadan işlemekde ulanylýan esasy tehnologiýalar haýsylar?
A:Kremniý karbidi (SiC) diňe almazdan soň ikinji derejeli berklige eýedir we örän berk we döwülýän material hasaplanýar. Ösen kristallary inçe plitalara bölmegi öz içine alýan dilimleme prosesi köp wagt talap edýär we döwülmäge meýilli. Ilkinji ädim hökmündeSiCmonokristal gaýtadan işlemekde, dilimleme hili soňraky üweme, jylamak we inçelmek işine düýpli täsir edýär. Dilimleme köplenç ýerüsti we ýerasty çatlaklary döredýär, bu bolsa plastinkanyň döwülme tizligini we önümçilik çykdajylaryny ýokarlandyrýar. Şonuň üçin, dilimleme wagtynda ýerüsti çatlaklaryň zyýanyny gözegçilikde saklamak SiC enjamlaryny öndürmegi ösdürmek üçin örän möhümdir.
Häzirki wagtda habar berilýän SiC dilimleme usullary berk abraziw, erkin abraziw dilimleme, lazer bilen kesmek, gatlak geçirmek (sowuk bölmek) we elektrik boşaltma dilimleme usullaryny öz içine alýar. Bularyň arasynda berk almaz abraziwleri bilen özara köp simli dilimleme SiC monokristallaryny gaýtadan işlemek üçin iň köp ulanylýan usuldyr. Şeýle-de bolsa, külçe ölçegleri 8 dýuýma we ondan ýokary ýetende, enjamlaryň ýokary talaplary, çykdajylary we pes netijeliligi sebäpli däp bolan simli kesme has az peýdaly bolýar. Arzan, az ýitgili, ýokary netijeli dilimleme tehnologiýalaryna gyssagly zerurlyk bar.
S: Lazer bilen kesmegiň däp bolan köp simli kesmeden artykmaçlyklary näme?
A: Adaty sim kesmek kesýärSiC külçesibelli bir ugur boýunça birnäçe ýüz mikron galyňlykdaky böleklere bölünýär. Soňra bölekler arra yzlaryny we ýerasty zeperleri aýyrmak üçin almaz şlamlary bilen üwelýär, soňra global tekizleşdirme gazanmak üçin himiki mehaniki jylaňlama (CMP) geçirilýär we ahyrsoňy SiC waferlerini almak üçin arassalanýar.
Şeýle-de bolsa, SiC-niň ýokary gatylygy we döwülmegi sebäpli, bu ädimler aňsatlyk bilen egrilige, çatlamaga, döwülme tizliginiň ýokarlanmagyna, önümçilik çykdajylarynyň ýokarlanmagyna we ýokary ýüzüň gödekligine we hapalanmagyna (tozan, hapa suw we ş.m.) sebäp bolup biler. Mundan başga-da, sim kesmek haýal we pes öndürijilige eýedir. Çaklamalar däp bolan köp simli kesmegiň material ulanylyşynyň diňe 50% töweregini gazanýandygyny we materialyň 75% -ine çenlisiniň jylalanandan we üwelenden soň ýitirilýändigini görkezýär. Ilkinji daşary ýurt önümçilik maglumatlary 10,000 wafer öndürmek üçin takmynan 273 gün dowamly 24 sagatlyk önümçilik gerek bolup biljekdigini görkezdi - bu örän köp wagt talap edýär.
Içerki bazarda köp sanly SiC kristallaryny ösdürýän kompaniýalar peçleriň kuwwatyny artdyrmaga ünsi jemleýärler. Şeýle-de bolsa, diňe önümçiligi giňeltmek ýerine, ýitgileri nädip azaltmagyň usullaryny göz öňünde tutmak has möhümdir, esasanam kristallaryň ösüş girdejiligi heniz iň gowy bolmadyk mahaly.
Lazer dilimleýji enjamlar material ýitgisini ep-esli azaldyp we hasyllylygy ýokarlandyryp biler. Mysal üçin, ýeke-täk 20 mm ulanmakSiC külçesiSimli kesmek 350 μm galyňlykdaky 30 töweregi waferleri öndürip biler. Lazer bilen kesmek 50-den gowrak waferleri öndürip biler. Eger waferleriň galyňlygy 200 μm-e çenli azaldylsa, şol bir külçeden 80-den gowrak wafer öndürip bolýar. Simli kesmek 6 dýuým we ondan kiçi waferler üçin giňden ulanylýan bolsa-da, 8 dýuýmlyk SiC külçesini kesmek däp bolan usullar bilen 10-15 gün wagt alyp biler, bu bolsa ýokary derejeli enjamlary talap edýär we pes netijelilikde ýokary çykdajylara sebäp bolýar. Şeýle şertlerde lazer bilen kesmegiň artykmaçlyklary aýdyňlaşýar we ony 8 dýuýmlyk waferler üçin esasy geljekki tehnologiýa öwürýär.
Lazer bilen kesilende, 8 dýuýmlyk plastinkanyň kesilme wagty 20 minutdan az bolup biler, plastinkanyň her birinde material ýitgisi 60 μm-den az bolup biler.
Gysgaça aýdylanda, köp simli kesme bilen deňeşdirilende, lazer bilen kesmek has ýokary tizlik, has gowy hasyl, az material ýitgisi we has arassa gaýtadan işlemegi üpjün edýär.
S: SiC lazer dilimlemesinde esasy tehniki kynçylyklar näme?
A: Lazer dilimleme prosesi iki esasy ädimden ybarat: lazer modifikasiýa we plastina bölmek.
Lazer modifikasiýasynyň esasy bölegi şöhle şekillendirmek we parametrleri optimizirlemekdir. Lazer güýji, nokat diametri we skanirleme tizligi ýaly parametrler material ablýasiýasynyň hiline we soňraky plastina bölünmeginiň üstünligine täsir edýär. Modifikasiýa edilen zonanyň geometriýasy ýüziň gödekligini we bölünmeginiň kynlygyny kesgitleýär. Ýüziň ýokary gödekligi soňraky üwemegi kynlaşdyrýar we material ýitgisini köpeldýär.
Modifikasiýadan soň, plastinkanyň bölünmegi adatça sowuk döwülme ýa-da mehaniki stres ýaly kesiş güýçleri arkaly amala aşyrylýar. Käbir öý ulgamlary bölünmek üçin titremeleri döretmek üçin ultrases öwrüjilerini ulanýarlar, ýöne bu döwülmelere we gyra kemçiliklerine sebäp bolup, ahyrky önümçiligi peseldýär.
Bu iki ädim öz-özünden kyn bolmasa-da, kristallaryň hilindäki deňsizlikler - dürli ösüş prosesleri, lehimleme derejeleri we içki stres paýlanyşlary sebäpli - dilimlemek kynçylygyna, hasyllylyga we material ýitgisine düýpli täsir edýär. Diňe problemaly ýerleri kesgitlemek we lazer skanirleme zolaklaryny sazlamak netijeleri düýpli gowulandyrmazlygy mümkin.
Giňden ornaşdyrylmagyň açary dürli önüm öndürijileriň dürli kristal häsiýetlerine uýgunlaşyp bilýän innowasion usullary we enjamlary işläp düzmekde, proses parametrlerini optimizirlemekde we umumy ulanylyp bilýän lazer dilimleme ulgamlaryny gurmakda ýerleşýär.
S: Lazer dilimleme tehnologiýasyny SiC-den başga-da beýleki ýarymgeçiriji materiallara ulanyp bolýarmy?
A: Lazer kesiş tehnologiýasy taryhy taýdan dürli materiallara ulanylyp gelinýär. Ýarymgeçirijilerde ol ilki bilen wafer böleklerini dogramak üçin ulanyldy we soňra uly göwrümli monokristallary dilimlemek üçin giňeldi.
SiC-den başga-da, lazer bilen kesmek almaz, galliý nitridi (GaN) we galliý oksidi (Ga₂O₃) ýaly beýleki gaty ýa-da döwülýän materiallar üçin hem ulanylyp bilner. Bu materiallar boýunça deslapky barlaglar ýarymgeçirijiler üçin lazer bilen kesmegiň mümkinçiligini we artykmaçlyklaryny görkezdi.
S: Häzirki wagtda ýerli lazer dilimleme enjamlarynyň ösen önümleri barmy? Siziň gözlegleriňiz haýsy tapgyrda?
A: Uly diametrli SiC lazer dilimleme enjamy 8 dýuýmlyk SiC wafer önümçiliginiň geljegi üçin esasy enjam hökmünde giňden hasaplanýar. Häzirki wagtda şeýle ulgamlary diňe Ýaponiýa üpjün edip biler we olar gymmat we eksport çäklendirmelerine sezewar edilýär.
SiC önümçilik meýilnamalaryna we bar bolan simli arra kuwwatyna esaslanyp, lazer dilimlemek/inçeltmek ulgamlaryna içerki islegiň takmynan 1000 birlige deň boljakdygy çaklanylýar. Iri ýerli kompaniýalar ösüşe uly maýa goýdular, ýöne heniz ösen, täjirçilik taýdan elýeterli ýerli enjamlar senagatda ornaşdyrylmady.
Ylmy-barlag toparlary 2001-nji ýyldan bäri hususy lazer göteriji tehnologiýasyny işläp düzýärler we häzir ony uly diametrli SiC lazer dilimlemek we inçelmek üçin giňeltdiler. Olar aşakdakylary edip bilýän prototip ulgamyny we dilimlemek proseslerini işläp düzdüler: 4–6 dýuým ýarym izolýasiýaly SiC walletlerini kesmek we inçelmek 6–8 dýuým geçiriji SiC külçelerini dilimlemek Netijelilik görkezijileri: 6–8 dýuým ýarym izolýasiýaly SiC: dilimlemek wagty 10–15 minut/wallet; material ýitgisi <30 μm6–8 dýuým geçiriji SiC: dilimlemek wagty 14–20 minut/wallet; material ýitgisi <60 μm
Çaklanylýan wafli hasyly 50% -den gowrak artdy
Dilimlenenden soň, waferler üwelen we jylalanandan soň geometriýa boýunça milli standartlara laýyk gelýär. Şeýle hem, barlaglar lazeriň täsiri bilen termal täsirleriň waferlerdäki stres ýa-da geometriýa düýpli täsir etmeýändigini görkezýär.
Şol bir enjam almaz, GaN we Ga₂O₃ monokristallaryny dilimlemek mümkinçiligini barlamak üçin hem ulanyldy.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 23-nji maýy