Ang teknolohiya ng laser ay nangunguna sa pagbabago ng teknolohiya ng pagpoproseso ng substrate ng silicon carbide

1. Pangkalahatang-ideya ngsubstrate ng silikon karbidateknolohiya sa pagproseso

Ang kasalukuyangsubstrate ng silikon karbida Ang mga hakbang sa pagpoproseso ay kinabibilangan ng: paggiling sa panlabas na bilog, paghiwa, pag-chamfer, paggiling, pag-polish, paglilinis, atbp. Ang paghiwa ay isang mahalagang hakbang sa pagproseso ng substrate ng semiconductor at isang mahalagang hakbang sa pag-convert ng ingot sa substrate. Sa kasalukuyan, ang pagputol ngmga substrate ng silikon karbidaPangunahing wire cutting. Ang multi-wire slurry cutting ay ang pinakamahusay na paraan ng pagputol ng wire sa kasalukuyan, ngunit may mga problema pa rin sa mahinang kalidad ng pagputol at malaking pagkawala ng pagputol. Ang pagkawala ng wire cutting ay tataas sa pagtaas ng sukat ng substrate, na hindi kaaya-aya sasubstrate ng silikon karbidamga tagagawa upang makamit ang pagbabawas ng gastos at pagpapabuti ng kahusayan. Sa proseso ng pagputol8-pulgada na silicon carbide mga substrate, ang ibabaw na hugis ng substrate na nakuha sa pamamagitan ng wire cutting ay mahirap, at ang mga numerical na katangian tulad ng WARP at BOW ay hindi maganda.

Ang paghiwa ay isang mahalagang hakbang sa paggawa ng semiconductor substrate. Ang industriya ay patuloy na sumusubok ng mga bagong paraan ng pagputol, tulad ng pagputol ng kawad ng brilyante at pagtanggal ng laser. Ang teknolohiya ng laser stripping ay lubos na hinahangad kamakailan. Ang pagpapakilala ng teknolohiyang ito ay binabawasan ang pagkawala ng pagputol at pinapabuti ang kahusayan ng pagputol mula sa teknikal na prinsipyo. Ang laser stripping solution ay may mataas na pangangailangan para sa antas ng automation at nangangailangan ng thinning technology upang makipagtulungan dito, na naaayon sa hinaharap na direksyon ng pag-unlad ng silicon carbide substrate processing. Ang slice yield ng tradisyonal na mortar wire cutting ay karaniwang 1.5-1.6. Ang pagpapakilala ng laser stripping technology ay maaaring tumaas ang slice yield sa humigit-kumulang 2.0 (sumangguni sa DISCO equipment). Sa hinaharap, habang ang maturity ng laser stripping technology ay tumataas, ang slice yield ay maaaring higit pang mapabuti; sa parehong oras, ang laser stripping ay maaari ring lubos na mapabuti ang kahusayan ng pagpipiraso. Ayon sa pananaliksik sa merkado, ang pinuno ng industriya na si DISCO ay pumuputol ng isang slice sa loob ng humigit-kumulang 10-15 minuto, na mas mahusay kaysa sa kasalukuyang pagputol ng mortar wire na 60 minuto bawat slice.

Ang mga hakbang sa proseso ng tradisyonal na pagputol ng wire ng mga substrate ng silicon carbide ay: wire cutting-rough grinding-fine grinding-rough polishing at fine polishing. Matapos palitan ng proseso ng laser stripping ang wire cutting, ang proseso ng pagnipis ay ginagamit upang palitan ang proseso ng paggiling, na binabawasan ang pagkawala ng mga hiwa at nagpapabuti ng kahusayan sa pagproseso. Ang proseso ng laser stripping ng pagputol, paggiling at pag-polish ng silicon carbide substrates ay nahahati sa tatlong hakbang: laser surface scanning-substrate stripping-ingot flattening: 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; substrate stripping ay upang paghiwalayin ang substrate sa itaas ng binagong layer mula sa ingot sa pamamagitan ng pisikal na pamamaraan; Ang ingot flattening ay upang alisin ang binagong layer sa ibabaw ng ingot upang matiyak ang flatness ng ibabaw ng ingot.
Silicon carbide laser stripping process

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

Ang proseso ng laser stripping ay unang pinagtibay ng mga kumpanya sa ibang bansa: Noong 2016, ang DISCO ng Japan ay nakabuo ng isang bagong teknolohiya ng laser slicing KABRA, na bumubuo ng isang separation layer at naghihiwalay ng mga wafer sa isang tinukoy na lalim sa pamamagitan ng patuloy na pag-iilaw sa ingot gamit ang laser, na maaaring magamit para sa iba't ibang mga uri ng SiC ingot. Noong Nobyembre 2018, nakuha ng Infineon Technologies ang Siltectra GmbH, isang wafer cutting startup, sa halagang 124 milyong euro. Binuo ng huli ang proseso ng Cold Split, na gumagamit ng patented laser technology para tukuyin ang splitting range, coat special polymer materials, control system cooling induced stress, tumpak na hatiin ang mga materyales, at giling at linisin upang makamit ang wafer cutting.

Sa nakalipas na mga taon, ang ilang mga domestic na kumpanya ay pumasok din sa industriya ng laser stripping equipment: ang mga pangunahing kumpanya ay 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 bini-verify ng mga customer, ngunit ang kumpanya ay maraming linya ng produkto, at ang laser stripping equipment ay isa lamang sa kanilang mga negosyo. Ang mga produkto ng mga sumisikat na bituin tulad ng West Lake Instrument ay nakamit ang mga pormal na pagpapadala ng order; Ang Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, ang Institute of Semiconductors ng Chinese Academy of Sciences at iba pang kumpanya ay naglabas din ng pag-unlad ng kagamitan.

3. Mga kadahilanan sa pagmamaneho para sa pagbuo ng teknolohiya ng laser stripping at ang ritmo ng pagpapakilala sa merkado

Ang pagbabawas ng presyo ng 6-inch na silicon carbide substrates ay nagtutulak sa pagbuo ng laser stripping technology: Sa kasalukuyan, ang presyo ng 6-inch na silicon carbide substrates ay bumaba sa ibaba 4,000 yuan/piece, na lumalapit sa presyo ng gastos ng ilang mga tagagawa. Ang proseso ng laser stripping ay may mataas na yield rate at malakas na kakayahang kumita, na nagtutulak sa penetration rate ng laser stripping technology na tumaas.

Ang pagnipis ng 8-inch na silicon carbide substrates ay nagtutulak sa pagbuo ng laser stripping technology: Ang kapal ng 8-inch na silicon carbide substrates ay kasalukuyang 500um, at umuunlad patungo sa kapal na 350um. Ang proseso ng pagputol ng kawad ay hindi epektibo sa 8-pulgada na pagpoproseso ng silicon carbide (ang ibabaw ng substrate ay hindi maganda), at ang mga halaga ng BOW at WARP ay lumala nang malaki. Ang laser stripping ay itinuturing na isang kinakailangang teknolohiya sa pagpoproseso para sa pagpoproseso ng substrate ng 350um na silicon carbide, na nagtutulak sa rate ng pagtagos ng teknolohiya ng laser stripping na tumaas.

Mga inaasahan sa merkado: SiC substrate laser stripping equipment ay nakikinabang mula sa pagpapalawak ng 8-inch SiC at ang pagbabawas ng gastos ng 6-inch SiC. Ang kasalukuyang kritikal na punto ng industriya ay papalapit na, at ang pag-unlad ng industriya ay lubos na mapabilis.