Савол: Технологияҳои асосӣ дар буридан ва коркарди вафли SiC кадомҳоянд?
A:Карбиди кремний (SiC) сахтии пас аз алмос дуюмдараҷа дорад ва маводи хеле сахт ва шикастан ба ҳисоб меравад. Раванди буридан, ки буридани кристаллҳои парваришшуда ба вафли борикро дар бар мегирад, вақтро мегирад ва моил ба чип кардан аст. Ҳамчун қадами аввал дарSiCкоркарди монокристалл, сифати буридан ба суфтакунӣ, сайқал додан ва бориккунии минбаъда ба таври назаррас таъсир мерасонад. Буридан аксар вақт тарқишҳои рӯизаминӣ ва зеризаминиро ба вуҷуд меорад, ки суръати шикастани пластина ва хароҷоти истеҳсолиро зиёд мекунад. Аз ин рӯ, назорат кардани осеби тарқишҳои рӯизаминӣ ҳангоми буридан барои пешрафти истеҳсоли дастгоҳи SiC муҳим аст.
Дар айни замон усулҳои буридани SiC гузориш дода шудаанд, ки буридани собит-абразивӣ, озод абразивӣ, буридани лазерӣ, интиқоли қабат (ҷудокунии сард) ва буридани разряди барқро дар бар мегиранд. Дар байни инҳо, буридани якчанд сими мутақобила бо абразивҳои собит алмос усули маъмултарин барои коркарди кристаллҳои SiC мебошад. Аммо, вақте ки андозаи анбор ба 8 дюйм ва болотар мерасад, арра кардани сими анъанавӣ аз сабаби талаботҳои баланди таҷҳизот, хароҷот ва самаранокии паст камтар амалӣ мегардад. Технологияхои камхарч, кам-талаф ва сермахсули буридан зарур аст.
Савол: Бартариятҳои буридани лазерӣ нисбат ба буридани анъанавии бисёр-сим чӣ гунаанд?
A: Арра кардани сими анъанавӣ симро буридаастпорчаи SiCқад-қади як самти мушаххас ба буридаҳои чандсад микрон ғафсӣ. Пас аз он буридаҳо бо истифода аз шламҳои алмос барои нест кардани аломатҳои арра ва зарари зеризаминӣ хок карда мешаванд, пас аз он сайқал додани механикии кимиёвӣ (CMP) барои ноил шудан ба планаризатсияи глобалӣ ва дар ниҳоят барои ба даст овардани вафли SiC тоза карда мешаванд.
Бо вуҷуди ин, аз сабаби сахтӣ ва осебпазирии SiC, ин қадамҳо метавонанд ба осонӣ ба каҷшавӣ, кафидан, афзоиши суръати шикастан, баланд шудани хароҷоти истеҳсолот оварда расонанд ва боиси ноҳамворӣ ва ифлосшавии сатҳи баланд (хок, оби партов ва ғайра) шаванд. Гайр аз ин, арра кардани сим суст буда, хосили паст дорад. Ҳисобҳо нишон медиҳанд, ки буридани анъанавии бисёрсимӣ танҳо тақрибан 50% истифодаи маводро ба даст меорад ва то 75% мавод пас аз сайқал додан ва суфтакунӣ талаф мешавад. Маълумоти барвақти истеҳсоли хориҷӣ нишон дод, ки барои истеҳсоли 10,000 вафли тақрибан 273 рӯзи пайвастаи 24 соат лозим аст, ки вақти зиёдро талаб мекунад.
Дар дохили кишвар, бисёре аз ширкатҳои афзоиши кристаллҳои SiC ба баланд бардоштани иқтидори оташдонҳо нигаронида шудаанд. Бо вуҷуди ин, ба ҷои танҳо васеъ кардани истеҳсолот, муҳимтар аст, ки чӣ гуна коҳиш додани талафотро дида бароем, хусусан вақте ки ҳосили афзоиши кристалл ҳанӯз оптималӣ нест.
Таҷҳизоти буридани лазерӣ метавонад талафоти моддиро ба таври назаррас коҳиш диҳад ва ҳосилро беҳтар кунад. Масалан, бо истифода аз як 20 ммпорчаи SiC:Арра кардани сим метавонад тақрибан 30 вафли ғафсии 350 мкм ба даст орад. Буридаи лазерӣ метавонад зиёда аз 50 вафли ба даст орад. Агар ғафсии вафли то 200 мкм кам карда шавад, аз ҳамон куйма беш аз 80 вафли истеҳсол кардан мумкин аст. Дар ҳоле ки арра кардани сим барои буридани симҳои ғафсии 350 мкм ба таври васеъ истифода мешавад. Зарбаи SiC бо усулҳои анъанавӣ метавонад 10-15 рӯзро дар бар гирад, ки таҷҳизоти баландсифатро талаб мекунад ва хароҷоти баландро бо самаранокии паст талаб мекунад. Дар ин шароит, бартариҳои буридани лазерӣ равшан мешаванд, ки он ба технологияи асосии оянда барои вафли 8 дюймӣ табдил меёбад.
Ҳангоми буридани лазерӣ вақти буридан дар як вафли 8 дюймӣ метавонад камтар аз 20 дақиқа бошад ва талафоти моддӣ дар як вафли камтар аз 60 мкм.
Хулоса, дар муқоиса бо буридани бисёр-симҳо, буридани лазерӣ суръати баландтар, ҳосили беҳтар, талафоти камтари мавод ва коркарди тозатарро пешкаш мекунад.
Савол: Мушкилоти асосии техникӣ дар буридани лазерии SiC кадомҳоянд?
A: Раванди буридани лазерӣ ду марҳилаи асосиро дар бар мегирад: тағир додани лазер ва ҷудокунии вафли.
Асоси тағир додани лазерӣ ташаккули чӯб ва оптимизатсияи параметрҳо мебошад. Параметрҳо ба монанди қудрати лазер, диаметри нуқта ва суръати скан ҳама ба сифати абляцияи мавод ва муваффақияти ҷудокунии минбаъдаи вафли таъсир мерасонанд. Геометрияи минтақаи тағирёфта ноҳамвори рӯи замин ва душвории ҷудокуниро муайян мекунад. Ноҳамвории баланди рӯи замин суфтакунии дертарро душвор мегардонад ва талафоти маводро зиёд мекунад.
Пас аз тағирот, ҷудокунии вафли маъмулан тавассути қувваҳои буриш, ба монанди шикастани сард ё фишори механикӣ ба даст оварда мешавад. Баъзе системаҳои ватанӣ барои ба вуҷуд овардани ларзиш барои ҷудошавӣ аз трансдукторҳои ултрасадо истифода мебаранд, аммо ин метавонад боиси шикаста ва нуқсонҳои канорӣ гардад ва ҳосили ниҳоиро паст кунад.
Гарчанде ки ин ду марҳила табиатан душвор нестанд, номувофиқатӣ дар сифати кристалл - аз сабаби равандҳои гуногуни афзоиш, сатҳи допинг ва тақсимоти стресси дохилӣ - ба душвории буридан, ҳосилнокӣ ва талафоти моддӣ ба таври назаррас таъсир мерасонанд. Танҳо муайян кардани минтақаҳои мушкилот ва танзими минтақаҳои сканкунии лазерӣ метавонад ба таври назаррас натиҷаҳоро беҳтар накунад.
Калиди қабули васеъ дар таҳияи усулҳо ва таҷҳизоти инноватсионӣ мебошад, ки метавонанд ба доираи васеи сифатҳои булӯри истеҳсолкунандагони гуногун мутобиқ шаванд, оптимизатсияи параметрҳои раванд ва сохтани системаҳои буридани лазерӣ бо қобилияти универсалӣ.
Савол: Оё технологияи буридани лазериро ба ғайр аз SiC ба дигар маводи нимноқил истифода бурдан мумкин аст?
A: Технологияи буридани лазерӣ таърихан ба доираи васеи маводҳо татбиқ карда мешавад. Дар нимноқилҳо, он дар аввал барои буридани вафли истифода мешуд ва баъдан то буридани кристаллҳои бузурги яклухт васеъ шуд.
Ғайр аз SiC, буридани лазерӣ инчунин метавонад барои дигар маводи сахт ё осебпазир ба монанди алмос, нитриди галлий (GaN) ва оксиди галий (Ga₂O₃) истифода шавад. Таҳқиқоти пешакӣ оид ба ин мавод имконпазирӣ ва бартариятҳои буридани лазериро барои татбиқи нимноқилҳо нишон доданд.
Савол: Оё дар айни замон маҳсулоти таҷҳизоти буридани лазерии ватанӣ вуҷуд дорад? Тадқиқоти шумо дар кадом марҳила аст?
A: Таҷҳизоти буридани лазерии диаметри калони SiC барои ояндаи истеҳсоли вафли 8 дюймаи SiC ба таври васеъ таҷҳизоти асосӣ ҳисобида мешавад. Дар айни замон, танҳо Ҷопон метавонад чунин системаҳоро пешниҳод кунад ва онҳо гарон ҳастанд ва маҳдудиятҳои содирот доранд.
Дар асоси нақшаҳои истеҳсоли SiC ва иқтидори мавҷудаи арраи симӣ, талаботи дохилӣ ба системаҳои буридани лазерӣ/тунуккунӣ тақрибан 1000 ададро ташкил медиҳад. Ширкатҳои бузурги ватанӣ барои рушд маблағҳои зиёд гузоштанд, аммо ягон таҷҳизоти ватанӣ то ҳол ба татбиқи саноатӣ нарасидааст.
Гурӯҳҳои тадқиқотӣ аз соли 2001 инҷониб технологияи хусусии лазерии бардоштанро таҳия мекунанд ва ҳоло онро ба буридани лазерии диаметри калон ва бориккунии SiC васеъ кардаанд. Онҳо як системаи прототипӣ ва равандҳои буриданро таҳия кардаанд, ки қодиранд: Буридан ва тунук кардани пластинҳои нимизолятсияи 4–6 дюймаи SiC буридани 6–8 дюймаи зарфҳои гузаронандаи SiC. Нишондиҳандаҳои иҷроиш: 6–8 дюймаи нимизолятсияи SiC: вақти буридан 10–15 дақиқа/ваффер; талафоти моддӣ <30 мкм6–8 дюйм гузаронандаи SiC: вақти буридан 14–20 дақиқа/вафель; талафоти моддй <60 мкм
Ҳосили тахминии вафли зиёда аз 50% зиёд шуд
Пас аз буридан, вафлиҳо пас аз суфтакунӣ ва сайқал додан ба стандартҳои миллии геометрия мувофиқат мекунанд. Таҳқиқот инчунин нишон медиҳанд, ки эффектҳои гармидиҳии лазерӣ ба стресс ё геометрия дар вафлиҳо ба таври назаррас таъсир намерасонанд.
Ҳамин таҷҳизот инчунин барои санҷиши имконпазирии буридани алмос, GaN ва Ga₂O₃ монокристаллҳо истифода шудааст.
Вақти фиристодан: 23 май-2025