1. Apžvalgasilicio karbido substratasapdorojimo technologija
Dabartinissilicio karbido substratas Apdorojimo etapai apima: išorinio apskritimo šlifavimą, pjaustymą, nuožulninimą, šlifavimą, poliravimą, valymą ir kt. Pjaustymas yra svarbus puslaidininkinio padėklo apdorojimo etapas ir pagrindinis luito pavertimo padėklu etapas. Šiuo metu pjovimassilicio karbido substrataidaugiausia vielos pjovimas. Daugiavielinis srutų pjovimas šiuo metu yra geriausias vielos pjovimo metodas, tačiau vis dar kyla problemų dėl prastos pjovimo kokybės ir didelių pjovimo nuostolių. Vielos pjovimo nuostoliai didės didėjant pagrindo dydžiui, o tai nepadeda.silicio karbido substratasgamintojams sumažinti sąnaudas ir padidinti efektyvumą. Pjovimo procese8 colių silicio karbidas substratai, vielos pjovimo būdu gauto pagrindo paviršiaus forma yra prasta, o skaitinės charakteristikos, tokios kaip WARP ir BOW, nėra geros.
Pjaustymas yra pagrindinis puslaidininkių substratų gamybos žingsnis. Pramonė nuolat išbando naujus pjovimo metodus, tokius kaip pjovimas deimantine viela ir lazerinis nuėmimas. Pastaruoju metu labai paklausi lazerinio nuėmimo technologija. Šios technologijos įdiegimas sumažina pjovimo nuostolius ir pagerina pjovimo efektyvumą nuo techninio principo. Lazerinio nuėmimo sprendimui keliami aukšti automatizavimo lygio reikalavimai, todėl jam reikalinga retinimo technologija, kuri atitiktų būsimą silicio karbido substratų apdorojimo plėtros kryptį. Tradicinio skiedinio vielos pjovimo pjūvio išeiga paprastai yra 1,5–1,6. Lazerinio nuėmimo technologijos įdiegimas gali padidinti pjūvio išeigą iki maždaug 2,0 (žr. DISCO įrangą). Ateityje, tobulėjant lazerinio nuėmimo technologijai, pjūvio išeiga gali būti dar labiau pagerinta; tuo pačiu metu lazerinis nuėmimas taip pat gali gerokai padidinti pjaustymo efektyvumą. Remiantis rinkos tyrimais, pramonės lyderė DISCO pjauna pjūvį maždaug per 10–15 minučių, o tai yra daug efektyviau nei dabartinis skiedinio vielos pjovimas, trunkantis 60 minučių vienai pjūvio daliai.
Tradicinio silicio karbido substrato vielos pjovimo proceso etapai yra šie: vielos pjovimas – grubus šlifavimas – smulkus šlifavimas – grubus poliravimas ir smulkus poliravimas. Po lazerinio nuėmimo proceso, pakeičiančio vielos pjovimą, šlifavimo procesas pakeičiamas retinimo procesu, kuris sumažina griežinėlių nuostolius ir pagerina apdorojimo efektyvumą. Silicio karbido substrato lazerinio nuėmimo procesas, apimantis pjovimo, šlifavimo ir poliravimo procesą, yra suskirstytas į tris etapus: lazerinis paviršiaus skenavimas – substrato nuėmimas – luito plokštinimas: lazerinis paviršiaus skenavimas – tai ultragreitų lazerio impulsų naudojimas luito paviršiui apdoroti, kad luito viduje susidarytų modifikuotas sluoksnis; substrato nuėmimas – tai substrato, esančio virš modifikuoto sluoksnio, atskyrimas nuo luito fizikiniais metodais; luito plokštinimas – tai modifikuoto sluoksnio, esančio luito paviršiuje, pašalinimas, siekiant užtikrinti luito paviršiaus lygumą.
Silicio karbido lazerinio nuėmimo procesas
2. Tarptautinė pažanga lazerinio nuėmimo technologijos srityje ir pramonės įmonės, dalyvaujančios šioje srityje
Lazerinio luitų nuėmimo procesą pirmosios pritaikė užsienio įmonės: 2016 m. Japonijos įmonė „DISCO“ sukūrė naują lazerinio pjaustymo technologiją KABRA, kuri suformuoja atskyrimo sluoksnį ir atskiria plokšteles nurodytame gylyje nuolat apšvitindama luitą lazeriu, kuri gali būti naudojama įvairių tipų SiC luitams. 2018 m. lapkritį „Infineon Technologies“ už 124 mln. eurų įsigijo plokštelių pjovimo startuolį „Siltectra GmbH“. Pastarasis sukūrė šaltojo skaldymo procesą, kuriame naudojama patentuota lazerinė technologija skaldymo diapazonui apibrėžti, specialioms polimerinėms medžiagoms padengti, sistemos aušinimo sukeltam įtempiui valdyti, medžiagoms tiksliai atskirti, šlifuoti ir valyti, kad būtų galima pjauti plokšteles.
Pastaraisiais metais kai kurios vietinės įmonės taip pat įžengė į lazerinio nuėmimo įrangos pramonę: pagrindinės įmonės yra „Han's Laser“, „Delong Laser“, „West Lake Instrument“, „Universal Intelligence“, „China Electronics Technology Group Corporation“ ir Kinijos mokslų akademijos puslaidininkių institutas. Tarp jų listinguojamos bendrovės „Han's Laser“ ir „Delong Laser“ jau seniai veikia rinkoje, o jų gaminius tikrina klientai, tačiau įmonė turi daug produktų linijų, o lazerinio nuėmimo įranga yra tik viena iš jų verslo sričių. Kylančių žvaigždžių, tokių kaip „West Lake Instrument“, gaminiai pasiekė oficialius užsakymus; „Universal Intelligence“, „China Electronics Technology Group Corporation 2“, Kinijos mokslų akademijos puslaidininkių institutas ir kitos įmonės taip pat paskelbė apie įrangos pažangą.
3. Lazerinio lupiavimo technologijos plėtros varomieji veiksniai ir pateikimo į rinką ritmas
6 colių silicio karbido substratų kainų sumažėjimas skatina lazerinio nuėmimo technologijos plėtrą: šiuo metu 6 colių silicio karbido substratų kaina nukrito žemiau 4000 juanių už vienetą ir artėja prie kai kurių gamintojų savikainos. Lazerinio nuėmimo procesas pasižymi dideliu našumu ir dideliu pelningumu, todėl lazerinio nuėmimo technologijos skverbties lygis didėja.
8 colių silicio karbido padėklų plonėjimas skatina lazerinio lupimosi technologijos plėtrą: 8 colių silicio karbido padėklų storis šiuo metu yra 500 μm ir vystosi link 350 μm storio. Vielos pjovimo procesas nėra efektyvus apdorojant 8 colių silicio karbido padėklą (padėklo paviršius nėra geras), o BOW ir WARP vertės labai pablogėjo. Lazerinis lupimosi technologija laikoma būtina 350 μm silicio karbido padėklo apdorojimu, todėl didėja lazerinio lupimosi technologijos skverbties greitis.
Rinkos lūkesčiai: SiC substrato lazerinio nuėmimo įranga gauna naudos iš 8 colių SiC išplėtimo ir 6 colių SiC kainos sumažinimo. Artėja dabartinis pramonės kritinis taškas, o pramonės plėtra labai paspartės.
Įrašo laikas: 2024 m. liepos 8 d.