Nyligen har Nanjing University framgångsrikt utvecklat storskalig kiselkarbid (SiC) laserskärningsutrustning och teknologi, vilket markerar ett betydande framsteg inom området för tredje generationens halvledarmaterialbearbetningsutrustning i Kina. Denna teknik löser inte bara problemet med höga materialförluster i traditionella skärtekniker utan förbättrar också avsevärt produktionseffektiviteten, vilket ger ett betydande bidrag till utvecklingen av tillverkningsteknik för kiselkarbidanordningar.
Kiselkarbid (SiC), som ett viktigt strategiskt material, är avgörande för nationell försvarssäkerhet, den globala fordonsindustrin och energiindustrin. Den nya tekniken som utvecklats av Nanjing University har gjort betydande förbättringar i skivningsprestanda under kiselkarbid-enkristallbearbetningsprocessen. Det kan effektivt kontrollera ytsprickskadorna på skivan, och därigenom förbättra den efterföljande gallrings- och poleringsbearbetningsnivån.
"Traditionell flertrådsskärningsteknik har hög materialförlust och långa bearbetningscykler vid bearbetning av kiselkarbid, vilket inte bara ökar produktionskostnaderna utan också begränsar kapaciteten", förklarade projektledaren. Materialutnyttjandegraden för den traditionella metoden i skärlänken är endast 50%, och materialförlusten efter polering och slipning är så hög som 75%.
För att övervinna dessa utmaningar använde det tekniska teamet vid Nanjing University laserskärningsutrustning, vilket avsevärt minskade materialförlusten och förbättrade produktionseffektiviteten. Till exempel kan ett 20 mm SiC-göt producera mer än 50 wafers med laserskärningsteknik, jämfört med 30 wafers på 350 mikron producerade med traditionell trådsågsteknik. Efter att ha optimerat wafers geometriska egenskaper kan tjockleken på en enda wafer reduceras till 200 mikron, vilket gör att ett enda göt kan producera mer än 80 wafers.
Dessutom har laserskärningsutrustningen som utvecklats av Nanjing University också en betydande fördel när det gäller skärtid. Den enstaka skärtiden för ett 6-tum halvisolerande/ledande kiselkarbidgöt överstiger inte 15 minuter, och den årliga produktionen för en enskild enhet kan nå mer än 30,000 stycken. Förlusten per styck kontrolleras effektivt, med förlusten av ett halvisolerande kiselkarbidgöt kontrollerat inom 30 mikron och ledande typ inom 60 mikron, vilket ökar utbytet med mer än 50 %.
När det gäller marknadstillämpningsmöjligheter kommer storskalig laserskivningsutrustning av kiselkarbid att bli kärnutrustningen för att skära 8-tums kiselkarbidgöt i framtiden. För närvarande är det bara Japan som kan tillhandahålla sådan utrustning, vilket är dyrt och har ett embargo mot Kina. Den inhemska efterfrågan överstiger 1,000 enheter, och utrustningen som utvecklats av Nanjing University kan inte bara användas för skärning av göt av kiselkarbid och förtunning av skivor utan också för laserbearbetning av material som galliumnitrid, galliumoxid och diamant , som visar breda marknadstillämpningsmöjligheter.
