1. Pregledsubstrat iz silicijevega karbidatehnologija obdelave
Toksubstrat iz silicijevega karbida koraki obdelave vključujejo: brušenje zunanjega kroga, rezanje, posnemanje robov, brušenje, poliranje, čiščenje itd. Rezanje je pomemben korak pri obdelavi polprevodniškega substrata in ključni korak pri pretvorbi ingota v substrat. Trenutno je rezanjesubstrati iz silicijevega karbidaje predvsem rezanje žice. Rezanje gnojevke z več žicami je trenutno najboljša metoda rezanja žice, vendar še vedno obstajajo težave s slabo kakovostjo rezanja in velikimi izgubami pri rezanju. Izguba pri rezanju z žico se bo povečala s povečanjem velikosti substrata, kar ni ugodno zasubstrat iz silicijevega karbidaproizvajalci, da bi dosegli zmanjšanje stroškov in izboljšanje učinkovitosti. V procesu rezanja8-palčni silicijev karbid podlage, je površinska oblika substrata, pridobljenega z rezanjem žice, slaba, numerične značilnosti, kot sta WARP in BOW, pa niso dobre.
Rezanje je ključni korak pri izdelavi polprevodniškega substrata. Industrija nenehno preizkuša nove metode rezanja, kot sta rezanje z diamantno žico in lasersko odstranjevanje. Tehnologija laserskega odstranjevanja je v zadnjem času zelo iskana. Uvedba te tehnologije zmanjša izgube pri rezanju in izboljša učinkovitost rezanja iz tehničnega principa. Rešitev za lasersko odstranjevanje ima visoke zahteve glede stopnje avtomatizacije in zahteva tehnologijo redčenja, ki sodeluje z njo, kar je v skladu s prihodnjo razvojno smerjo obdelave substrata iz silicijevega karbida. Izkoristek rezine pri tradicionalnem rezanju žice za malto je na splošno 1,5-1,6. Uvedba tehnologije laserskega odstranjevanja lahko poveča izkoristek rezin na približno 2,0 (glejte opremo DISCO). V prihodnosti, ko se bo tehnologija laserskega odstranjevanja povečala, bo izkoristek rezin morda še izboljšan; hkrati lahko lasersko odstranjevanje močno izboljša tudi učinkovitost rezanja. Po tržnih raziskavah vodilni v panogi DISCO reže rezino v približno 10-15 minutah, kar je veliko bolj učinkovito od trenutnega rezanja z žico za malto, ki traja 60 minut na rezino.
Koraki postopka tradicionalnega rezanja žice za substrate iz silicijevega karbida so: rezanje žice-grobo brušenje-fino brušenje-grobo poliranje in fino poliranje. Potem ko postopek laserskega luljenja nadomesti rezanje žice, se postopek redčenja uporabi za zamenjavo postopka mletja, kar zmanjša izgubo rezin in izboljša učinkovitost obdelave. Postopek laserskega odstranjevanja rezanja, brušenja in poliranja substratov iz silicijevega karbida je razdeljen na tri korake: lasersko skeniranje površine – odstranjevanje substrata – sploščenje ingota: lasersko skeniranje površine je uporaba ultrahitrih laserskih impulzov za obdelavo površine ingota, da se oblikuje modificirana plast znotraj ingota; odstranjevanje substrata je ločiti substrat nad modificirano plastjo od ingota s fizikalnimi metodami; sploščenje ingota je odstranitev modificirane plasti na površini ingota, da se zagotovi ravnost površine ingota.
Postopek laserskega odstranjevanja silicijevega karbida
2. Mednarodni napredek v tehnologiji laserskega odstranjevanja in sodelujoča podjetja v industriji
Postopek laserskega odstranjevanja so prva sprejela čezmorska podjetja: Leta 2016 je japonski DISCO razvil novo tehnologijo laserskega rezanja KABRA, ki tvori ločilno plast in ločuje rezine na določeni globini z neprekinjenim obsevanjem ingota z laserjem, ki se lahko uporablja za različne vrste SiC ingotov. Novembra 2018 je Infineon Technologies kupil Siltectra GmbH, startup za rezanje rezin, za 124 milijonov evrov. Slednji je razvil postopek Cold Split, ki uporablja patentirano lasersko tehnologijo za določanje območja cepljenja, prevleko posebnih polimernih materialov, nadzor nad hlajenjem povzročenega stresa, natančno cepljenje materialov ter brušenje in čiščenje za dosego rezanja rezin.
V zadnjih letih so nekatera domača podjetja vstopila tudi v industrijo opreme za lasersko odstranjevanje: glavna podjetja so Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation in Inštitut za polprevodnike Kitajske akademije znanosti. Med njimi sta družbi Han's Laser in Delong Laser, ki kotirata na borzi, že dolgo v načrtovanju in njune izdelke preverjajo stranke, vendar ima podjetje veliko proizvodnih linij, oprema za lasersko odstranjevanje pa je le ena od njihovih dejavnosti. Izdelki vzhajajočih zvezd, kot je West Lake Instrument, so dosegli uradne pošiljke naročil; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Inštitut za polprevodnike Kitajske akademije znanosti in druga podjetja so prav tako objavila napredek opreme.
3. Gonilni dejavniki za razvoj tehnologije laserskega odstranjevanja in ritem uvajanja na trg
Znižanje cen 6-palčnih substratov iz silicijevega karbida spodbuja razvoj tehnologije laserskega odstranjevanja: trenutno je cena 6-palčnih substratov iz silicijevega karbida padla pod 4000 juanov/kos in se približala lastni ceni nekaterih proizvajalcev. Postopek laserskega odstranjevanja ima visoko stopnjo izkoristka in veliko dobičkonosnost, zaradi česar se stopnja prodora tehnologije laserskega odstranjevanja povečuje.
Tanjšanje 8-palčnih substratov iz silicijevega karbida poganja razvoj tehnologije laserskega odstranjevanja: debelina 8-palčnih substratov iz silicijevega karbida je trenutno 500 um in se razvija proti debelini 350 um. Postopek rezanja žice ni učinkovit pri obdelavi 8-palčnega silicijevega karbida (površina podlage ni dobra), vrednosti BOW in WARP pa so se znatno poslabšale. Lasersko odstranjevanje velja za potrebno tehnologijo obdelave za obdelavo substrata iz silicijevega karbida 350 um, zaradi česar se stopnja prodora tehnologije laserskega odstranjevanja povečuje.
Tržna pričakovanja: Oprema za lasersko odstranjevanje substrata SiC ima koristi od razširitve 8-palčnega SiC in znižanja stroškov 6-palčnega SiC. Trenutna kritična točka industrije se približuje in razvoj industrije se bo močno pospešil.
Čas objave: 8. julij 2024