Нещодавно Нанкінський університет успішно розробив великомасштабне обладнання та технологію лазерного нарізання карбіду кремнію (SiC), що відзначає значний прогрес у галузі обладнання для обробки напівпровідникових матеріалів третього покоління в Китаї. Ця технологія не тільки вирішує проблему великих втрат матеріалу при традиційних методах різання, але й значно підвищує ефективність виробництва, роблячи значний внесок у розвиток технології виробництва пристроїв з карбіду кремнію.
Карбід кремнію (SiC), як ключовий стратегічний матеріал, має вирішальне значення для безпеки національної оборони, глобальної автомобільної промисловості та енергетичної промисловості. Нова технологія, розроблена Нанкінським університетом, значно покращила продуктивність нарізки під час процесу обробки монокристалів карбіду кремнію. Він може ефективно контролювати пошкодження поверхневих тріщин пластини, тим самим покращуючи рівень подальшого розрідження та полірування.
«Традиційна технологія багатодротового різання має високі втрати матеріалу та довгі цикли обробки при обробці карбіду кремнію, що не тільки збільшує витрати на виробництво, але й обмежує потужність», – пояснив керівник проекту. Коефіцієнт використання матеріалу традиційного методу в ріжучому ланці становить лише 50%, а втрати матеріалу після полірування та шліфування досягають 75%.
Щоб подолати ці проблеми, технічна команда Нанкінського університету застосувала обладнання для лазерного нарізання, що значно зменшило втрати матеріалу та підвищило ефективність виробництва. Наприклад, 20-міліметровий злиток SiC може виготовити більше 50 пластин за допомогою технології лазерного нарізання, порівняно з 30 пластинами товщиною 350 мікрон, виготовлених традиційною технологією дротяної пилки. Після оптимізації геометричних характеристик пластини товщину однієї пластини можна зменшити до 200 мікрон, що дозволяє виробляти більше 80 пластин з одного зливка.
Крім того, обладнання для лазерного нарізання, розроблене Нанкінським університетом, також має значну перевагу в часі різання. Час різання одного шматка 6-дюймового напівізоляційного/провідного злитка карбіду кремнію не перевищує 15 хвилин, а річна продуктивність одного пристрою може досягати понад 30000 штук. Втрати на шматок ефективно контролюються, при цьому втрата напівізоляційного зливка карбіду кремнію контролюється в межах 30 мікрон і провідного типу в межах 60 мікрон, збільшуючи коефіцієнт виходу більш ніж на 50%.
З точки зору перспектив застосування на ринку, великомасштабне обладнання для лазерного нарізання карбіду кремнію в майбутньому стане основним обладнанням для нарізання 8--дюймових злитків карбіду кремнію. Зараз лише Японія може надати таке обладнання, яке є дорогим і на яке накладено ембарго проти Китаю. Внутрішній попит перевищує 1, 000 одиниць, а обладнання, розроблене Нанкінським університетом, може використовуватися не тільки для різання злитків карбіду кремнію та тоншення пластин, але й для лазерної обробки таких матеріалів, як нітрид галію, оксид галію та алмаз , демонструючи широкі перспективи застосування на ринку.
