Lazer teknolojisi, silisyum karbür alt tabaka işleme teknolojisinin dönüşümüne öncülük ediyor.

 

1. Genel Bakışsilisyum karbür alt tabakaişleme teknolojisi

Mevcutsilisyum karbür alt tabaka İşleme adımları şunları içerir: dış çemberin taşlanması, dilimleme, pah kırma, taşlama, parlatma, temizleme vb. Dilimleme, yarı iletken alt tabaka işlemesinde önemli bir adımdır ve külçenin alt tabakaya dönüştürülmesinde kilit bir adımdır. Şu anda, kesme işlemisilisyum karbür alt tabakalarEsas olarak tel kesme işlemidir. Çok telli bulamaç kesme, şu anda en iyi tel kesme yöntemidir, ancak yine de düşük kesme kalitesi ve yüksek kesme kaybı sorunları mevcuttur. Tel kesme kaybı, alt tabaka boyutunun artmasıyla artar, bu da verimliliğe elverişli değildir.silisyum karbür alt tabakaÜreticilerin maliyet düşürme ve verimlilik artırma hedeflerine ulaşmalarını sağlamak amacıyla. Kesme işlemi sürecinde8 inç silisyum karbür alt tabakalarTel kesme yöntemiyle elde edilen alt tabakanın yüzey şekli düzgün değildir ve ÇARP ve EĞİLME gibi sayısal özellikleri iyi değildir.

Dilimleme, yarı iletken alt tabaka üretiminde önemli bir adımdır. Sektör, elmas tel kesme ve lazer sıyırma gibi yeni kesme yöntemlerini sürekli olarak denemektedir. Lazer sıyırma teknolojisi son zamanlarda oldukça rağbet görmektedir. Bu teknolojinin kullanımı, teknik prensip olarak kesme kayıplarını azaltır ve kesme verimliliğini artırır. Lazer sıyırma çözümü, otomasyon seviyesi açısından yüksek gereksinimlere sahiptir ve inceltme teknolojisiyle birlikte çalışmayı gerektirir; bu da silisyum karbür alt tabaka işlemesinin gelecekteki gelişim yönüyle uyumludur. Geleneksel havan teli kesme yönteminin dilim verimi genellikle 1,5-1,6'dır. Lazer sıyırma teknolojisinin kullanımı, dilim verimini yaklaşık 2,0'ye çıkarabilir (DISCO ekipmanına bakınız). Gelecekte, lazer sıyırma teknolojisinin olgunluğu arttıkça, dilim verimi daha da iyileştirilebilir; aynı zamanda lazer sıyırma, dilimleme verimliliğini de büyük ölçüde artırabilir. Piyasa araştırmalarına göre, sektör lideri DISCO, bir dilimi yaklaşık 10-15 dakikada kesmektedir; bu, dilim başına 60 dakika süren mevcut havan teli kesme yöntemine göre çok daha verimlidir.

Silisyum karbür alt tabakaların geleneksel tel kesme işleminin adımları şunlardır: tel kesme-kaba taşlama-ince taşlama-kaba parlatma ve ince parlatma. Lazer sıyırma işlemi tel kesmenin yerini aldıktan sonra, taşlama işleminin yerini inceltme işlemi alır; bu da dilim kayıplarını azaltır ve işleme verimliliğini artırır. Silisyum karbür alt tabakaların kesme, taşlama ve parlatma işlemlerinin lazer sıyırma işlemi üç adıma ayrılır: lazer yüzey tarama-alt tabaka sıyırma-külçe düzleştirme: lazer yüzey tarama, külçenin yüzeyini ultra hızlı lazer darbeleriyle işleyerek külçe içinde modifiye edilmiş bir tabaka oluşturmaktır; alt tabaka sıyırma, modifiye edilmiş tabakanın üzerindeki alt tabakayı fiziksel yöntemlerle külçeden ayırmaktır; külçe düzleştirme, külçenin yüzeyindeki modifiye edilmiş tabakayı kaldırarak külçe yüzeyinin düzlüğünü sağlamaktır.
Silisyum karbür lazer sıyırma işlemi

 

2. Lazerle soyma teknolojisindeki uluslararası gelişmeler ve sektörde yer alan şirketler

Lazerle soyma işlemi ilk olarak yurtdışı şirketler tarafından benimsendi: 2016 yılında Japonya'nın DISCO şirketi, çeşitli SiC külçeleri için kullanılabilen ve külçeyi sürekli lazerle ışınlayarak belirli bir derinlikte ayırma katmanı oluşturan ve gofretleri ayıran yeni bir lazer dilimleme teknolojisi olan KABRA'yı geliştirdi. Kasım 2018'de Infineon Technologies, gofret kesme alanında faaliyet gösteren bir girişim şirketi olan Siltectra GmbH'yi 124 milyon euro karşılığında satın aldı. Siltectra GmbH, patentli lazer teknolojisini kullanarak ayırma aralığını tanımlayan, özel polimer malzemelerle kaplama yapan, sistem soğutmasının neden olduğu gerilimi kontrol eden, malzemeleri hassas bir şekilde ayıran ve gofret kesimi için taşlama ve temizleme işlemlerini gerçekleştiren Soğuk Ayırma (Cold Split) sürecini geliştirdi.

Son yıllarda, bazı yerli şirketler de lazer soyma ekipmanı sektörüne girmiştir: Başlıca şirketler arasında Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation ve Çin Bilimler Akademisi Yarı İletkenler Enstitüsü bulunmaktadır. Bunlar arasında, borsada işlem gören Han's Laser ve Delong Laser şirketleri uzun süredir hazırlık aşamasındadır ve ürünleri müşteriler tarafından doğrulanmaktadır, ancak şirketlerin birçok ürün hattı bulunmaktadır ve lazer soyma ekipmanı sadece iş kollarından biridir. West Lake Instrument gibi yükselen yıldızların ürünleri resmi sipariş sevkiyatlarına ulaşmıştır; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Çin Bilimler Akademisi Yarı İletkenler Enstitüsü ve diğer şirketler de ekipman geliştirme aşamasındadır.

 

3. Lazerle soyma teknolojisinin gelişimini yönlendiren faktörler ve pazara giriş hızı

6 inçlik silisyum karbür alt tabakaların fiyatındaki düşüş, lazerle soyma teknolojisinin gelişimini tetikliyor: Şu anda 6 inçlik silisyum karbür alt tabakaların fiyatı 4.000 yuan/adet'in altına düşerek bazı üreticilerin maliyet fiyatına yaklaştı. Lazerle soyma işlemi yüksek verim oranı ve güçlü karlılığıyla öne çıkıyor ve bu da lazerle soyma teknolojisinin yaygınlaşma oranının artmasına neden oluyor.

8 inçlik silisyum karbür alt tabakaların inceltilmesi, lazerle soyma teknolojisinin gelişimini tetikliyor: 8 inçlik silisyum karbür alt tabakaların kalınlığı şu anda 500 µm olup, 350 µm kalınlığa doğru geliştirilmektedir. Tel kesme işlemi, 8 inçlik silisyum karbür işlemede etkili değildir (alt tabaka yüzeyi iyi değildir) ve BOW ve WARP değerleri önemli ölçüde bozulmuştur. Lazerle soyma, 350 µm silisyum karbür alt tabaka işleme için gerekli bir işleme teknolojisi olarak kabul edilmekte ve bu da lazerle soyma teknolojisinin yaygınlaşma oranının artmasına yol açmaktadır.

Pazar beklentileri: SiC alt tabaka lazer sıyırma ekipmanları, 8 inçlik SiC'nin yaygınlaşmasından ve 6 inçlik SiC'nin maliyet düşüşünden faydalanacak. Sektörün mevcut kritik noktasına yaklaşılıyor ve sektörün gelişimi büyük ölçüde hızlanacak.