Ang teknolohiya ng laser ang nangunguna sa pagbabago ng teknolohiya sa pagproseso ng silicon carbide substrate

 

1. Pangkalahatang-ideya ngsubstrate ng silikon na karbidteknolohiya sa pagproseso

Ang kasalukuyangsubstrate ng silikon na karbid Kabilang sa mga hakbang sa pagproseso ang: paggiling sa panlabas na bilog, paghihiwa, pag-chamfer, paggiling, pagpapakintab, paglilinis, atbp. Ang paghihiwa ay isang mahalagang hakbang sa pagproseso ng semiconductor substrate at isang mahalagang hakbang sa pag-convert ng ingot sa substrate. Sa kasalukuyan, ang pagputol ngmga substrate ng silikon karbidapangunahing pagputol ng alambre. Ang pagputol ng slurry na may maraming alambre ang pinakamahusay na paraan ng pagputol ng alambre sa kasalukuyan, ngunit mayroon pa ring mga problema sa mababang kalidad ng pagputol at malaking pagkawala ng pagputol. Ang pagkawala ng pagputol ng alambre ay tataas kasabay ng pagtaas ng laki ng substrate, na hindi nakakatulong sasubstrate ng silikon na karbidmga tagagawa upang makamit ang pagbawas ng gastos at pagpapabuti ng kahusayan. Sa proseso ng pagputol8-pulgadang silikon karbida mga substrate, ang hugis ng ibabaw ng substrate na nakuha sa pamamagitan ng pagputol ng alambre ay hindi maganda, at ang mga numerikal na katangian tulad ng WARP at BOW ay hindi maganda.

Ang paghihiwa ay isang mahalagang hakbang sa paggawa ng semiconductor substrate. Ang industriya ay patuloy na sumusubok ng mga bagong pamamaraan ng pagputol, tulad ng diamond wire cutting at laser stripping. Ang teknolohiya ng laser stripping ay lubos na hinahangad kamakailan. Ang pagpapakilala ng teknolohiyang ito ay nagbabawas ng pagkawala ng pagputol at nagpapabuti sa kahusayan ng pagputol mula sa teknikal na prinsipyo. Ang solusyon sa laser stripping ay may mataas na mga kinakailangan para sa antas ng automation at nangangailangan ng teknolohiya ng pagnipis upang makipagtulungan dito, na naaayon sa direksyon ng pag-unlad sa hinaharap ng pagproseso ng silicon carbide substrate. Ang ani ng hiwa ng tradisyonal na pagputol ng mortar wire ay karaniwang 1.5-1.6. Ang pagpapakilala ng teknolohiya ng laser stripping ay maaaring magpataas ng ani ng hiwa sa humigit-kumulang 2.0 (tingnan ang kagamitan ng DISCO). Sa hinaharap, habang tumataas ang kapanahunan ng teknolohiya ng laser stripping, ang ani ng hiwa ay maaaring higit pang mapabuti; kasabay nito, ang laser stripping ay maaari ring lubos na mapabuti ang kahusayan ng paghihiwa. Ayon sa pananaliksik sa merkado, ang nangunguna sa industriya na DISCO ay naghihiwa ng isang hiwa sa loob ng humigit-kumulang 10-15 minuto, na mas mahusay kaysa sa kasalukuyang pagputol ng mortar wire na 60 minuto bawat hiwa.

Ang mga hakbang sa proseso ng tradisyonal na pagputol ng alambre ng mga silicon carbide substrate ay: pagputol ng alambre-magaspang na paggiling-pinong paggiling-magaspang na pagpapakintab at pinong pagpapakintab. Matapos palitan ng proseso ng laser stripping ang pagputol ng alambre, ginagamit ang proseso ng pagnipis upang palitan ang proseso ng paggiling, na binabawasan ang pagkawala ng mga hiwa at pinapabuti ang kahusayan sa pagproseso. Ang proseso ng laser stripping ng pagputol, paggiling, at pagpapakintab ng mga silicon carbide substrate ay nahahati sa tatlong hakbang: laser surface scanning-substrate stripping-ingot flattening: Ang laser surface scanning ay ang paggamit ng ultrafast laser pulses upang iproseso ang ibabaw ng ingot upang bumuo ng isang binagong layer sa loob ng ingot; ang substrate stripping ay ang paghiwalayin ang substrate sa itaas ng binagong layer mula sa ingot sa pamamagitan ng mga pisikal na pamamaraan; ang ingot flattening ay ang pag-alis ng binagong layer sa ibabaw ng ingot upang matiyak ang pagiging patag ng ibabaw ng ingot.
Proseso ng pagtanggal ng silicon carbide laser

 

2. Pandaigdigang pag-unlad sa teknolohiya ng laser stripping at mga kumpanyang kalahok sa industriya

Ang proseso ng laser stripping ay unang ginamit ng mga kompanya sa ibang bansa: Noong 2016, ang DISCO ng Japan ay bumuo ng isang bagong teknolohiya sa laser slicing na KABRA, na bumubuo ng isang separation layer at naghihiwalay sa mga wafer sa isang tinukoy na lalim sa pamamagitan ng patuloy na pag-iilaw sa ingot gamit ang laser, na maaaring gamitin para sa iba't ibang uri ng SiC ingot. Noong Nobyembre 2018, nakuha ng Infineon Technologies ang Siltectra GmbH, isang wafer cutting startup, sa halagang 124 milyong euro. Ang huli ay bumuo ng Cold Split process, na gumagamit ng patented laser technology upang tukuyin ang splitting range, pahiran ang mga espesyal na polymer material, kontrolin ang sistema ng pagpapalamig na dulot ng stress, tumpak na paghahati ng mga materyales, at gilingin at linisin upang makamit ang wafer cutting.

Sa mga nakaraang taon, ilang mga lokal na kumpanya ang pumasok din sa industriya ng kagamitan sa pagtanggal ng laser: ang mga pangunahing kumpanya ay ang Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation at ang Institute of Semiconductors ng Chinese Academy of Sciences. Kabilang sa mga ito, ang mga nakalistang kumpanya na Han's Laser at Delong Laser ay matagal nang nasa layout, at ang kanilang mga produkto ay bineberipika ng mga customer, ngunit ang kumpanya ay may maraming linya ng produkto, at ang kagamitan sa pagtanggal ng laser ay isa lamang sa kanilang mga negosyo. Ang mga produkto ng mga sumisikat na bituin tulad ng West Lake Instrument ay nakamit ang pormal na pagpapadala ng mga order; ang Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, ang Institute of Semiconductors ng Chinese Academy of Sciences at iba pang mga kumpanya ay naglabas din ng progreso ng kagamitan.

 

3. Mga salik na nagtutulak para sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser stripping at ang ritmo ng pagpapakilala sa merkado

Ang pagbaba ng presyo ng 6-pulgadang silicon carbide substrates ang nagtutulak sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser stripping: Sa kasalukuyan, ang presyo ng 6-pulgadang silicon carbide substrates ay bumaba sa ibaba 4,000 yuan/piraso, na halos kapantay na ng presyo ng ilang tagagawa. Ang proseso ng laser stripping ay may mataas na antas ng ani at malakas na kakayahang kumita, na siyang nagtutulak sa pagtaas ng antas ng pagpasok ng teknolohiya ng laser stripping.

Ang pagnipis ng 8-pulgadang silicon carbide substrates ay nagtutulak sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser stripping: Ang kapal ng 8-pulgadang silicon carbide substrates ay kasalukuyang 500um, at umuunlad patungo sa kapal na 350um. Ang proseso ng pagputol ng alambre ay hindi epektibo sa 8-pulgadang silicon carbide processing (hindi maganda ang ibabaw ng substrate), at ang mga halaga ng BOW at WARP ay lubhang lumala. Ang laser stripping ay itinuturing na isang kinakailangang teknolohiya sa pagproseso para sa 350um silicon carbide substrate processing, na siyang nagtutulak sa pagtaas ng penetration rate ng teknolohiya ng laser stripping.

Mga inaasahan sa merkado: Nakikinabang ang kagamitan sa pagtanggal ng laser ng SiC substrate mula sa pagpapalawak ng 8-pulgadang SiC at ang pagbawas ng gastos ng 6-pulgadang SiC. Papalapit na ang kasalukuyang kritikal na punto ng industriya, at ang pag-unlad ng industriya ay lubos na mapapabilis.