लेजर तकनीक सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट प्रसंस्करण तकनीक के रूपांतरण में अग्रणी भूमिका निभा रही है।

 

1. का अवलोकनसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटप्रसंस्करण प्रौद्योगिकी

द करेंटसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट प्रसंस्करण चरणों में शामिल हैं: बाहरी वृत्त को पीसना, स्लाइसिंग, चैम्फरिंग, पॉलिशिंग, सफाई आदि। स्लाइसिंग सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट प्रसंस्करण में एक महत्वपूर्ण चरण है और पिंड को सब्सट्रेट में परिवर्तित करने में एक प्रमुख चरण है। वर्तमान में, काटने की प्रक्रिया मेंसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटमुख्य रूप से वायर कटिंग की जाती है। मल्टी-वायर स्लरी कटिंग वर्तमान में वायर कटिंग की सबसे अच्छी विधि है, लेकिन इसमें अभी भी कटिंग की गुणवत्ता खराब होने और कटिंग में अधिक नुकसान होने जैसी समस्याएं हैं। सब्सट्रेट का आकार बढ़ने के साथ वायर कटिंग में नुकसान भी बढ़ता जाता है, जो इस प्रक्रिया के लिए अनुकूल नहीं है।सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटनिर्माताओं को लागत कम करने और दक्षता में सुधार लाने के लिए। इस प्रक्रिया में कटौती करना।8 इंच सिलिकॉन कार्बाइड substratesवायर कटिंग द्वारा प्राप्त सब्सट्रेट की सतह का आकार खराब होता है, और वार्प और बो जैसी संख्यात्मक विशेषताएं अच्छी नहीं होती हैं।

सेमीकंडक्टर सबस्ट्रेट निर्माण में स्लाइसिंग एक महत्वपूर्ण चरण है। उद्योग लगातार डायमंड वायर कटिंग और लेजर स्ट्रिपिंग जैसी नई कटिंग विधियों को आजमा रहा है। हाल ही में लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक की मांग काफी बढ़ गई है। इस तकनीक के आने से कटिंग में होने वाला नुकसान कम होता है और तकनीकी रूप से कटिंग दक्षता में सुधार होता है। लेजर स्ट्रिपिंग समाधान में स्वचालन के उच्च स्तर की आवश्यकता होती है और इसके साथ थिनिंग तकनीक का सहयोग भी जरूरी है, जो सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट प्रोसेसिंग के भविष्य के विकास की दिशा के अनुरूप है। पारंपरिक मोर्टार वायर कटिंग की स्लाइस उपज आमतौर पर 1.5-1.6 होती है। लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक के आने से स्लाइस उपज लगभग 2.0 तक बढ़ सकती है (DISCO उपकरण देखें)। भविष्य में, लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक की परिपक्वता बढ़ने के साथ, स्लाइस उपज में और सुधार हो सकता है; साथ ही, लेजर स्ट्रिपिंग स्लाइसिंग की दक्षता में भी काफी सुधार कर सकती है। बाजार अनुसंधान के अनुसार, उद्योग की अग्रणी कंपनी DISCO लगभग 10-15 मिनट में एक स्लाइस काटती है, जो वर्तमान मोर्टार वायर कटिंग की 60 मिनट प्रति स्लाइस की तुलना में कहीं अधिक कुशल है।

सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की पारंपरिक वायर कटिंग की प्रक्रिया के चरण हैं: वायर कटिंग-रफ ग्राइंडिंग-फाइन ग्राइंडिंग-रफ पॉलिशिंग और फाइन पॉलिशिंग। वायर कटिंग की जगह लेजर स्ट्रिपिंग प्रक्रिया का उपयोग शुरू होने के बाद, ग्राइंडिंग प्रक्रिया की जगह थिनिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिससे स्लाइस का नुकसान कम होता है और प्रोसेसिंग दक्षता में सुधार होता है। सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की कटिंग, ग्राइंडिंग और पॉलिशिंग की लेजर स्ट्रिपिंग प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया गया है: लेजर सरफेस स्कैनिंग-सब्सट्रेट स्ट्रिपिंग-इनगॉट फ्लैटनिंग: लेजर सरफेस स्कैनिंग में अल्ट्राफास्ट लेजर पल्स का उपयोग करके इनगॉट की सतह को प्रोसेस किया जाता है ताकि इनगॉट के अंदर एक संशोधित परत बन सके; सब्सट्रेट स्ट्रिपिंग में संशोधित परत के ऊपर के सब्सट्रेट को भौतिक विधियों द्वारा इनगॉट से अलग किया जाता है; इनगॉट फ्लैटनिंग में इनगॉट की सतह पर मौजूद संशोधित परत को हटाकर इनगॉट की सतह की समतलता सुनिश्चित की जाती है।
सिलिकॉन कार्बाइड लेजर स्ट्रिपिंग प्रक्रिया

 

2. लेजर स्ट्रिपिंग प्रौद्योगिकी में अंतर्राष्ट्रीय प्रगति और उद्योग में भाग लेने वाली कंपनियां

लेजर स्ट्रिपिंग प्रक्रिया को सबसे पहले विदेशी कंपनियों ने अपनाया: 2016 में, जापान की DISCO ने KABRA नामक एक नई लेजर स्लाइसिंग तकनीक विकसित की, जो लेजर द्वारा पिंड पर लगातार विकिरण करके एक पृथक्करण परत बनाती है और निर्दिष्ट गहराई पर वेफर्स को अलग करती है। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के SiC पिंडों के लिए किया जा सकता है। नवंबर 2018 में, Infineon Technologies ने वेफर कटिंग स्टार्टअप Siltectra GmbH को 124 मिलियन यूरो में अधिग्रहित कर लिया। Siltectra ने कोल्ड स्प्लिट प्रक्रिया विकसित की, जो पेटेंटकृत लेजर तकनीक का उपयोग करके विभाजन सीमा को परिभाषित करती है, विशेष पॉलिमर सामग्री की कोटिंग करती है, कूलिंग से उत्पन्न तनाव को नियंत्रित करती है, सामग्रियों को सटीक रूप से विभाजित करती है, और वेफर कटिंग प्राप्त करने के लिए पीसती और साफ करती है।

हाल के वर्षों में, कुछ घरेलू कंपनियों ने भी लेजर स्ट्रिपिंग उपकरण उद्योग में प्रवेश किया है: प्रमुख कंपनियां हैं हान्स लेजर, डेलॉन्ग लेजर, वेस्ट लेक इंस्ट्रूमेंट, यूनिवर्सल इंटेलिजेंस, चाइना इलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी ग्रुप कॉर्पोरेशन और चीनी विज्ञान अकादमी का सेमीकंडक्टर्स संस्थान। इनमें से सूचीबद्ध कंपनियां हान्स लेजर और डेलॉन्ग लेजर लंबे समय से योजना बना रही हैं और उनके उत्पादों को ग्राहकों द्वारा परखा जा रहा है, लेकिन कंपनी के पास कई उत्पाद श्रृंखलाएं हैं, और लेजर स्ट्रिपिंग उपकरण उनका केवल एक व्यवसाय है। वेस्ट लेक इंस्ट्रूमेंट जैसी उभरती कंपनियों के उत्पादों को औपचारिक ऑर्डर शिपमेंट प्राप्त हो चुके हैं; यूनिवर्सल इंटेलिजेंस, चाइना इलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी ग्रुप कॉर्पोरेशन, चीनी विज्ञान अकादमी का सेमीकंडक्टर्स संस्थान और अन्य कंपनियों ने भी उपकरण विकास की घोषणा की है।

 

3. लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक के विकास के प्रेरक कारक और बाजार में इसके प्रवेश की गति

6 इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की कीमतों में गिरावट लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक के विकास को गति दे रही है: वर्तमान में, 6 इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की कीमत 4,000 युआन/प्रति पीस से नीचे गिर गई है, जो कुछ निर्माताओं की लागत मूल्य के करीब है। लेजर स्ट्रिपिंग प्रक्रिया की उत्पादन दर उच्च है और लाभप्रदता भी अधिक है, जिससे लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक की पैठ में वृद्धि हो रही है।

8 इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की मोटाई कम होने से लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक का विकास हो रहा है: वर्तमान में 8 इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की मोटाई 500um है, और इसे 350um की मोटाई की ओर विकसित किया जा रहा है। 8 इंच सिलिकॉन कार्बाइड की प्रोसेसिंग में वायर कटिंग प्रक्रिया प्रभावी नहीं है (सब्सट्रेट की सतह अच्छी नहीं होती), और BOW और WARP मानों में काफी गिरावट आई है। 350um सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट की प्रोसेसिंग के लिए लेजर स्ट्रिपिंग को एक आवश्यक तकनीक माना जाता है, जिससे लेजर स्ट्रिपिंग तकनीक की पैठ दर में वृद्धि हो रही है।

बाजार की अपेक्षाएं: 8-इंच SiC के विस्तार और 6-इंच SiC की लागत में कमी से SiC सबस्ट्रेट लेजर स्ट्रिपिंग उपकरण लाभान्वित हो रहे हैं। उद्योग का वर्तमान महत्वपूर्ण मोड़ नजदीक आ रहा है, और उद्योग का विकास बहुत तेजी से होगा।