El corte por láser se convertirá en la tecnología principal para cortar carburo de silicio de 8 pulgadas en el futuro
P: ¿Cuáles son las principales tecnologías para el procesamiento de cortes de carburo de silicio?
R: La dureza del carburo de silicio es la segunda después de la del diamante, y es un material de alta dureza y quebradizo.El proceso de cortar los cristales crecidos en hojas toma mucho tiempo y es propenso a agrietarseComo el primer proceso en el procesamiento de cristales simples de carburo de silicio, el rendimiento del corte determina los niveles de molienda, pulido, adelgazamiento y otros procesos posteriores.El procesamiento de corte es propenso a causar grietas en la superficie y el subsuelo de la oblea, aumentando la velocidad de rotura y el coste de fabricación de la oblea.El control de los daños de las grietas superficiales del corte de obleas es de gran importancia para promover el desarrollo de la tecnología de fabricación de dispositivos de carburo de silicioLas tecnologías de procesamiento de corte de carburo de silicio que se informan actualmente incluyen principalmente la consolidación, el corte con abrasivo libre, el corte por láser, la separación en frío y el corte por descarga eléctrica.Entre los cuales, el corte multicanal abrasivo de diamantes consolidados recíprocos es el método más comúnmente utilizado para procesar cristales simples de carburo de silicio.Cuando el tamaño del lingote de cristal alcanza 8 pulgadas o más, los requisitos para el equipo de corte de alambre son muy altos, el costo también es muy alto y la eficiencia es demasiado baja.Hay una necesidad urgente de desarrollar nuevas tecnologías de corte de bajo coste, con bajas pérdidas y alta eficiencia.
Ingot de cristal de SiC de ZMSH
P: ¿Cuáles son las ventajas de la tecnología de corte por láser sobre la tecnología tradicional de corte de múltiples alambres?
R: En el proceso tradicional de corte de alambre, los lingotes de carburo de silicio deben cortarse en una dirección determinada en láminas delgadas con un grosor de varios cientos de micras.Estas hojas se muelen luego con el líquido de molienda de diamantes para eliminar las marcas de herramientas y daños de grietas de la superficie del subsuelo y alcanzar el grosor requeridoDespués de eso, se lleva a cabo el pulido CMP para lograr la planarización global, y finalmente, las obleas de carburo de silicio se limpian.Debido al hecho de que el carburo de silicio es un material de alta dureza y fragilidad, es propenso a deformarse y agrietarse durante el corte, molienda y pulido, lo que aumenta la velocidad de rotura de la oblea y el coste de fabricación.la rugosidad de la superficie y de la interfaz es altaAdemás, el ciclo de procesamiento de corte de alambre es largo y el rendimiento es bajo.Se estima que el método tradicional de corte de alambre múltiple tiene una tasa de utilización total de material de sólo el 50%Las primeras estadísticas de producción del extranjero muestran que, con una producción paralela continua de 24 horas, la pérdida de corte es de hasta el 75%.Se necesitan unos 273 días para producir 10100.000 piezas, que es un tiempo relativamente largo.
En la actualidad, la mayoría de las empresas nacionales de crecimiento de cristales de carburo de silicio adoptan el enfoque de "cómo aumentar la producción" y aumentan significativamente el número de hornos de crecimiento de cristales.cuando la tecnología de crecimiento de cristales aún no está completamente madura y el rendimiento es relativamente bajoLa adopción de equipos de corte por láser puede reducir significativamente las pérdidas y aumentar la eficiencia de la producción.tomando como ejemplo un solo lingote de SiC de 20 mm, 30 obeliscos de 350 mm se pueden producir con una sierra de alambre, mientras que más de 50 obeliscos se pueden producir con tecnología de corte por láser.debido a las mejores características geométricas de las obleas producidas por corte por láserEn el caso de las barras de silicio de 20 mm, el espesor de una sola oblea puede reducirse a 200 mm, lo que aumenta aún más el número de oblasas.La tecnología tradicional de corte de alambre múltiple se ha aplicado ampliamente en el carburo de silicio de 6 pulgadas o menosSin embargo, toma de 10 a 15 días cortar el carburo de silicio de 8 pulgadas, que tiene altos requisitos de equipos, alto costo y baja eficiencia.Las ventajas técnicas del corte láser de gran tamaño se hacen evidentes y se convertirá en la tecnología principal para el corte de 8 pulgadas en el futuroEl corte con láser de lingotes de carburo de silicio de 8 pulgadas puede lograr un tiempo de corte de una sola pieza de menos de 20 minutos por pieza, mientras que la pérdida de corte de una sola pieza se controla dentro de 60um.
Ingot de cristal de SiC de ZMSH
En general, en comparación con la tecnología de corte de múltiples alambres, la tecnología de corte por láser tiene ventajas tales como alta eficiencia y velocidad, alta tasa de corte, baja pérdida de material y limpieza.
P: ¿Cuáles son las principales dificultades en la tecnología de corte por láser de carburo de silicio?
R: El proceso principal de la tecnología de corte por láser de carburo de silicio consiste en dos pasos: modificación por láser y separación de obleas.
El núcleo de la modificación láser es dar forma y optimizar el haz láser.y la velocidad de escaneo afectará el efecto de la modificación de ablación de carburo de silicio y la posterior separación de obleasLas dimensiones geométricas de la zona de modificación determinan la rugosidad de la superficie y la posterior dificultad de separación.La alta rugosidad de la superficie aumentará la dificultad de la molienda posterior y aumentará la pérdida de material.
Después de la modificación con láser, la separación de las obleas se basa principalmente en la fuerza de cizallamiento para pelar las obleas cortadas de los lingotes, como el agrietamiento en frío y la fuerza de tracción mecánica.La investigación y el desarrollo de los fabricantes nacionales utilizan principalmente transductores ultrasónicos para separar por vibración, lo que puede dar lugar a problemas como la fragmentación y el astillamiento, reduciendo así el rendimiento de los productos terminados.
Las dos etapas anteriores no deberían suponer dificultades significativas para la mayoría de las unidades de investigación y desarrollo.debido a los diferentes procesos y el dopaje de lingotes de cristal de varios fabricantes de crecimiento de cristalEn el caso de los lingotes de cristal, la calidad de los mismos varía mucho, o si el doping interno y la tensión de un solo lingote de cristal son desiguales, aumentará la dificultad de cortar el lingote de cristal.aumentar las pérdidas y reducir el rendimiento de los productos terminadosLa mera identificación mediante varios métodos de detección y luego la realización de una zona de escaneo láser de corte puede no tener un efecto significativo en la mejora de la eficiencia y la calidad de la rebanada.Cómo desarrollar métodos y tecnologías innovadores, optimizar los parámetros del proceso de corte,y desarrollar equipos y tecnologías de corte por láser con procesos universales para lingotes de cristal de diferentes calidades de diferentes fabricantes es el núcleo de la aplicación a gran escala.
P: Además del carburo de silicio, ¿puede aplicarse la tecnología de corte láser al corte de otros materiales semiconductores?
R: La tecnología de corte láser temprana se aplicó en varios campos de materiales. En el campo de los semiconductores, se utilizó principalmente para cortar obleas de chip.se ha expandido hasta cortar cristales individuales de gran tamañoAdemás del carburo de silicio, también se puede utilizar para cortar materiales de alta dureza o frágiles como materiales de cristal único como diamantes, nitruro de galio y óxido de galio.El equipo de la Universidad de Nanjing ha hecho un montón de trabajo preliminar en la rebanada de estos varios semiconductores de cristal único, verificando la viabilidad y las ventajas de la tecnología de corte láser para cristales simples de semiconductores.
La oblea Diamond y la oblea GaN de ZMSH
P: ¿Existen actualmente en nuestro país productos maduros de equipos de corte láser? ¿En qué etapa se encuentra actualmente en la investigación y desarrollo de este dispositivo?
R: El equipo de corte láser de carburo de silicio de gran tamaño es considerado por la industria como el equipo principal para cortar lingotes de carburo de silicio de 8 pulgadas en el futuro.Los equipos de corte por láser de lingotes de carburo de silicio de gran tamaño solo pueden ser suministrados por Japón.La demanda interna de equipos de corte / adelgazamiento por láser se estima en alrededor de 1.000 unidades en función del número de unidades de corte de alambre y de la capacidad prevista de carburo de silicioActualmente, las empresas nacionales como Han's Laser, Delong Laser, y Jiangsu General han invertido enormes cantidades de dinero en el desarrollo de productos relacionados,pero aún no se ha aplicado ningún equipo comercial nacional maduro en las líneas de producción.
Ya en 2001, the team led by Academician Zhang Rong and Professor Xiu Xiangqian from Nanjing University developed a laser exfoliation technology for gallium nitride substrates with independent intellectual property rightsEn el último año, hemos aplicado esta tecnología al corte y adelgazamiento con láser de carburo de silicio de gran tamaño.Hemos completado el desarrollo de equipos prototipo y corte de proceso de investigación y desarrollo, logrando el corte y adelgazamiento de obleas de carburo de silicio semi-isolantes de 4-6 pulgadas y el corte de lingotes de carburo de silicio conductores de 6-8 pulgadas.El tiempo de corte para 6-8 pulgadas de carburo de silicio semi-aislante es de 10-15 minutos por rebanadaEl tiempo de corte de una sola pieza para lingotes de carburo de silicio conductores de 6-8 pulgadas es de 14-20 minutos por pieza, con una pérdida de una sola pieza de menos de 60um.Se estima que la tasa de producción puede incrementarse en más del 50%Después de cortar, moler y pulir, los parámetros geométricos de las obleas de carburo de silicio cumplen con las normas nacionales.Los resultados de la investigación también muestran que el efecto térmico durante el corte por láser no tiene una influencia significativa en la tensión y los parámetros geométricos del carburo de silicioUtilizando este equipo, también realizamos un estudio de verificación de viabilidad sobre la tecnología de corte de cristales individuales de diamante, nitruro de galio y óxido de galio.
Como líder innovador en la tecnología de procesamiento de obleas de carburo de silicio, ZMSH ha tomado la delantera en el dominio de la tecnología central de corte por láser de carburo de silicio de 8 pulgadas.A través de su sistema de modulación láser de alta precisión desarrollado de forma independiente y tecnología de gestión térmica inteligente, ha logrado con éxito un gran avance en la industria al aumentar la velocidad de corte en más del 50% y reducir la pérdida de material a menos de 100 μm.Nuestra solución de corte por láser emplea láseres de pulso ultravioleta ultra corto en combinación con un sistema óptico adaptativo, que puede controlar con precisión la profundidad de corte y la zona afectada por el calor, asegurando que el TTV de la oblea se controle dentro de 5μm y que la densidad de dislocación sea inferior a 103cm−2,proporcionar un apoyo técnico fiable para la producción en masa a gran escala de sustratos de carburo de silicio de 8 pulgadasEn la actualidad, esta tecnología ha pasado la verificación de grado automotriz y se está aplicando industrialmente en los campos de la nueva energía y la comunicación 5G.
El siguiente es el tipo de ZMSH SiC 4H-N & SEMI:
* Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!