ლაზერული ტექნოლოგია იწვევს სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატის დამუშავების ტექნოლოგიის ტრანსფორმაციას

 

1. მიმოხილვასილიციუმის კარბიდის სუბსტრატიდამუშავების ტექნოლოგია

მიმდინარესილიციუმის კარბიდის სუბსტრატი დამუშავების ეტაპები მოიცავს: გარე წრის დაფქვას, დაჭრას, ჩაფქვას, დაფქვას, გაპრიალებას, გაწმენდას და ა.შ. ნაჭრები მნიშვნელოვანი ნაბიჯია ნახევარგამტარული სუბსტრატის დამუშავებაში და საკვანძო ნაბიჯი გორგლის სუბსტრატად გადაქცევაში. ამჟამად მიმდინარეობს ჭრისსილიციუმის კარბიდის სუბსტრატებიძირითადად არის მავთულის ჭრა. მავთულის მრავალმავთულის ჭრა ამჟამად მავთულის ჭრის საუკეთესო მეთოდია, მაგრამ ჯერ კიდევ არსებობს ცუდი ხარისხის ჭრის და დიდი დანაკარგის პრობლემები. მავთულის ჭრის დაკარგვა გაიზრდება სუბსტრატის ზომის მატებასთან ერთად, რაც არ არის ხელსაყრელისილიციუმის კარბიდის სუბსტრატიმწარმოებლები მიაღწიონ ხარჯების შემცირებას და ეფექტურობის გაუმჯობესებას. ჭრის პროცესში8 დიუმიანი სილიციუმის კარბიდი სუბსტრატებიმავთულის ჭრის შედეგად მიღებული სუბსტრატის ზედაპირის ფორმა ცუდია და ისეთი რიცხვითი მახასიათებლები, როგორიცაა WARP და BOW, არ არის კარგი.

დაჭრა არის საკვანძო ნაბიჯი ნახევარგამტარული სუბსტრატის წარმოებაში. ინდუსტრია მუდმივად ცდილობს ჭრის ახალ მეთოდებს, როგორიცაა ალმასის მავთულის ჭრა და ლაზერული ამოღება. ლაზერული ამოღების ტექნოლოგია ბოლო დროს ძალიან პოპულარულია. ამ ტექნოლოგიის დანერგვა ამცირებს ჭრის დანაკარგს და აუმჯობესებს ჭრის ეფექტურობას ტექნიკური პრინციპიდან. ლაზერული ამოღების ხსნარს აქვს მაღალი მოთხოვნები ავტომატიზაციის დონის მიმართ და მასთან თანამშრომლობისთვის მოითხოვს გათხელების ტექნოლოგიას, რაც შეესაბამება სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატის დამუშავების სამომავლო განვითარების მიმართულებას. ტრადიციული ნაღმტყორცნების მავთულის ჭრის ნაჭრის გამოსავლიანობა ზოგადად არის 1,5-1,6. ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიის დანერგვამ შეიძლება გაზარდოს ნაჭრის მოსავლიანობა დაახლოებით 2.0-მდე (იხილეთ DISCO აღჭურვილობა). მომავალში, ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიის სიმწიფის მატებასთან ერთად, ნაჭრის მოსავლიანობა შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს; ამავდროულად, ლაზერულ მოცილებას ასევე შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს დაჭრის ეფექტურობა. ბაზრის კვლევის მიხედვით, ინდუსტრიის ლიდერი DISCO ჭრის ნაჭერს დაახლოებით 10-15 წუთში, რაც ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე ნაღმტყორცნების მავთულის ამჟამინდელი ჭრა 60 წუთის განმავლობაში თითო ნაჭერზე.

სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატების ტრადიციული მავთულის ჭრის პროცესის საფეხურებია: მავთულის ჭრა-უხეში დაფქვა-წვრილი დაფქვა-უხეში გაპრიალება და წვრილად გაპრიალება. მას შემდეგ, რაც ლაზერული ამოღების პროცესი ჩაანაცვლებს მავთულის ჭრას, გათხელების პროცესი გამოიყენება სახეხი პროცესის ჩასანაცვლებლად, რაც ამცირებს ნაჭრების დაკარგვას და აუმჯობესებს დამუშავების ეფექტურობას. სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატების ჭრის, დაფქვისა და გაპრიალების პროცესი დაყოფილია სამ ეტაპად: ზედაპირის ლაზერული სკანირება-სუბსტრატის ამოღება-ინგოტის გაბრტყელება: ზედაპირის ლაზერული სკანირება არის ულტრასწრაფი ლაზერული პულსების გამოყენება ზვირის ზედაპირის დასამუშავებლად, რათა შეიქმნას მოდიფიცირებული. ფენა ინგოტის შიგნით; სუბსტრატის ამოღება არის მოდიფიცირებული ფენის ზემოთ სუბსტრატის გამოყოფა ინგოტისაგან ფიზიკური მეთოდებით; ინგოტის გაბრტყელება არის ლენტის ზედაპირზე მოდიფიცირებული ფენის მოცილება, რათა უზრუნველყოფილი იქნას ლენტის ზედაპირის სიბრტყე.
სილიციუმის კარბიდის ლაზერული მოცილების პროცესი

 

2. საერთაშორისო პროგრესი ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიასა და ინდუსტრიაში მონაწილე კომპანიებში

ლაზერული ამოღების პროცესი პირველად მიიღეს უცხოურმა კომპანიებმა: 2016 წელს იაპონურმა DISCO-მ შეიმუშავა ლაზერული ჭრის ახალი ტექნოლოგია KABRA, რომელიც ქმნის განცალკევებულ ფენას და გამოყოფს ვაფლებს მითითებულ სიღრმეზე ლაზერის მუდმივი დასხივებით. SiC ინგოტების ტიპები. 2018 წლის ნოემბერში, Infineon Technologies-მა შეიძინა Siltectra GmbH, ვაფლის ჭრის სტარტაპი, 124 მილიონ ევროდ. ამ უკანასკნელმა შეიმუშავა Cold Split პროცესი, რომელიც იყენებს დაპატენტებულ ლაზერულ ტექნოლოგიას გაყოფის დიაპაზონის დასადგენად, სპეციალური პოლიმერული მასალების დაფარვას, გაციების გამოწვეულ სტრესის კონტროლის სისტემას, მასალების ზუსტად გაყოფას და დაფქვას და გაწმენდას ვაფლის ჭრის მისაღწევად.

ბოლო წლების განმავლობაში, ზოგიერთი ადგილობრივი კომპანია ასევე შევიდა ლაზერული ამოღების აღჭურვილობის ინდუსტრიაში: ძირითადი კომპანიებია Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation და ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის ნახევარგამტართა ინსტიტუტი. მათ შორის ჩამოთვლილი კომპანიები Han's Laser და Delong Laser უკვე დიდი ხანია განლაგებულია და მათი პროდუქცია მოწმდება მომხმარებლების მიერ, მაგრამ კომპანიას აქვს მრავალი პროდუქტის ხაზი, ხოლო ლაზერული ამოღების მოწყობილობა მათი მხოლოდ ერთ-ერთი ბიზნესია. ამომავალი ვარსკვლავების პროდუქტებმა, როგორიცაა West Lake Instrument, მიაღწიეს ოფიციალურ შეკვეთებს; Universal Intelligence-მა, China Electronics Technology Group Corporation 2-მა, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის ნახევარგამტართა ინსტიტუტმა და სხვა კომპანიებმა ასევე გამოაქვეყნეს აღჭურვილობის პროგრესი.

 

3. მამოძრავებელი ფაქტორები ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიის განვითარებისთვის და ბაზარზე დანერგვის რიტმი

6 დიუმიანი სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატების ფასის შემცირება განაპირობებს ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიის განვითარებას: ამჟამად, 6 დიუმიანი სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატების ფასი დაეცა 4000 იუანზე დაბლა/ცალი, რაც უახლოვდება ზოგიერთი მწარმოებლის თვითღირებულების ფასს. ლაზერული ამოღების პროცესს აქვს მოსავლიანობის მაღალი მაჩვენებელი და ძლიერი მომგებიანობა, რაც იწვევს ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიის შეღწევადობის მაჩვენებელს.

8 დიუმიანი სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატების გათხელება განაპირობებს ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიის განვითარებას: 8 დიუმიანი სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატების სისქე ამჟამად 500 მმ-ია და ვითარდება 350 მმ სისქემდე. მავთულის ჭრის პროცესი არ არის ეფექტური 8 დიუმიანი სილიციუმის კარბიდის დამუშავებისას (სუბსტრატის ზედაპირი არ არის კარგი), ხოლო BOW და WARP მნიშვნელობები მნიშვნელოვნად გაუარესდა. ლაზერული ამოღება განიხილება, როგორც დამუშავების აუცილებელ ტექნოლოგიად 350 მმ სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატის დამუშავებისთვის, რაც ზრდის ლაზერული ამოღების ტექნოლოგიის შეღწევადობის სიჩქარეს.

ბაზრის მოლოდინები: SiC სუბსტრატის ლაზერული გამწმენდი მოწყობილობა სარგებლობს 8-დიუმიანი SiC-ის გაფართოებით და 6-დიუმიანი SiC-ის ღირებულების შემცირებით. ინდუსტრიის ამჟამინდელი კრიტიკული წერტილი ახლოვდება და ინდუსტრიის განვითარება მნიშვნელოვნად დაჩქარდება.