P: Teknolojiyên sereke yên ku di perçekirin û hilberandina wafera SiC de têne bikar anîn çi ne?
A:Karbîda silîkonê (SiC) xwedî hişkbûnek duyemîn e piştî elmasê û wekî materyalek pir hişk û şikestî tê hesibandin. Pêvajoya perçekirinê, ku tê de birîna krîstalên mezinbûyî di waflên zirav de ye, demdirêj e û meyla şikandinê heye. Wekî gava yekem diSiCDi pêvajoya krîstala yekane de, kalîteya perçekirinê bi girîngî bandorê li ser hûrkirin, cilkirin û ziravkirina paşê dike. Perçekirin pir caran şikestinên rû û binrû çêdike, rêjeyên şikestina wafer û lêçûnên hilberînê zêde dike. Ji ber vê yekê, kontrolkirina zirara şikestinên rû di dema perçekirinê de ji bo pêşvebirina çêkirina cîhazên SiC girîng e.
Rêbazên perçekirina SiC yên ku niha hatine ragihandin ev in: perçekirina sabît-abrasive, perçekirina azad-abrasive, birîna lazer, veguhastina tebeqeyan (cudakirina sar), û perçekirina bi daxistina elektrîkê. Di nav van de, perçekirina pir-têl a ducarî bi abrazîvên elmas ên sabît rêbaza herî gelemperî ye ji bo hilberandina krîstalên yekane yên SiC. Lêbelê, ji ber ku mezinahiyên îngotan digihîjin 8 înç û jortir, birîna têl a kevneşopî ji ber daxwazên zêde yên alavan, lêçûn û karîgeriya kêm kêmtir pratîk dibe. Pêdiviyek lezgîn bi teknolojiyên perçekirinê yên kêm-mesref, kêm-windakirin û karîgeriya bilind heye.
P: Feydeyên perçekirina lazerê li ser birîna kevneşopî ya pir-têl çi ne?
A: Birrîna têl a kevneşopîLingota SiCli gorî rêgezek diyarkirî di perçeyên bi stûriya çend sed mîkronan de têne perçekirin. Piştre perçe bi karanîna şileya elmasê têne hûrkirin da ku şopên birînê û zirara binê erdê werin rakirin, dûv re ji bo plankirina gerdûnî polîşkirina mekanîkî ya kîmyewî (CMP) tê kirin, û di dawiyê de ji bo bidestxistina waflên SiC têne paqijkirin.
Lêbelê, ji ber hişkbûn û şikestina bilind a SiC, ev gav dikarin bi hêsanî bibin sedema xwarbûn, şikestin, zêdebûna rêjeyên şikestinê, lêçûnên hilberînê yên bilindtir, û bibin sedema hişkbûna rûyê bilind û qirêjbûnê (toz, ava qirêj, hwd.). Wekî din, birîna têl hêdî ye û berhema wê kêm e. Texmîn nîşan didin ku birîna pir-têl a kevneşopî tenê bi qasî %50 karanîna materyalê bi dest dixe, û heta %75ê materyalê piştî cilkirin û hûrkirinê winda dibe. Daneyên hilberîna biyanî yên destpêkê nîşan dan ku ji bo hilberîna 10,000 waferan dikare bi qasî 273 rojên hilberîna 24 demjimêran a domdar bidome - pir demdirêj.
Li navxweyî, gelek şîrketên mezinbûna krîstala SiC balê dikişînin ser zêdekirina kapasîteya firnê. Lêbelê, li şûna tenê berfirehkirina hilberînê, girîngtir e ku meriv li ser ka meriv çawa windahiyan kêm dike - nemaze dema ku bermayiyên mezinbûna krîstal hîn ne çêtirîn in - bifikire.
Amûrên perçekirina lazerê dikarin windabûna materyalê bi girîngî kêm bikin û hilberînê baştir bikin. Mînakî, karanîna yek 20 mmLingota SiCBirîna têl dikare nêzîkî 30 waferên bi qalindahiya 350 μm bide. Birîna lazer dikare ji 50 waferan zêdetir bide. Ger qalindahiya waferê dakeve 200 μm, ji heman îngotê ji 80 waferan zêdetir dikarin werin hilberandin. Her çend birîna têl ji bo waferên 6 înç û biçûktir bi berfirehî tê bikar anîn jî, birîna îngotek SiC ya 8 înç dibe ku bi rêbazên kevneşopî 10-15 rojan bidome, ku alavên asta bilind hewce dike û bi karîgeriya kêm lêçûnên zêde çêdike. Di bin van mercan de, avantajên birîna lazerê eşkere dibin, ku ew dike teknolojiya sereke ya pêşerojê ji bo waferên 8 înç.
Bi birîna lazerê, dema birînê ji bo her waferê 8 înç dikare di bin 20 hûrdeman de be, û windabûna materyalê ji bo her waferê di bin 60 μm de be.
Bi kurtasî, li gorî birîna pir-têl, birîna lazer leza bilindtir, berhemdariya çêtir, windabûna materyalê ya kêmtir, û pêvajoyek paqijtir pêşkêşî dike.
P: Di perçekirina lazer a SiC de pirsgirêkên sereke yên teknîkî çi ne?
A: Pêvajoya perçekirina lazerê du gavên sereke digire nav xwe: guherîna lazerê û veqetandina waferê.
Bingeha guhertina lazerê şekildana tîrêjê û çêtirkirina parametreyan e. Parametreyên wekî hêza lazerê, qûtra xalê, û leza skenkirinê hemî bandorê li ser kalîteya ablasyona materyalê û serkeftina veqetandina waferê ya paşê dikin. Geometrîya herêma guhertî hişkbûna rûyê û dijwarbûna veqetandinê diyar dike. Xurbûna rûyê bilind hûrkirina paşê tevlihev dike û windabûna materyalê zêde dike.
Piştî guhertinê, veqetandina waferê bi gelemperî bi rêya hêzên birînê, wek şikestina sar an jî stresa mekanîkî, tê bidestxistin. Hin pergalên navmalî ji bo teşwîqkirina lerzînên ji bo veqetandinê veguherînerên ultrasonîk bikar tînin, lê ev dikare bibe sedema çîpkirin û kêmasiyên qiraxan, û berhema dawîn kêm bike.
Her çend ev her du gav bi xwezayî ne dijwar bin jî, nelihevhatinên di kalîteya krîstalê de - ji ber pêvajoyên mezinbûnê yên cûda, astên dopîngê û belavbûna stresa navxweyî - bandorek girîng li ser dijwarîya perçekirinê, berhem û windabûna materyalê dikin. Tenê destnîşankirina deverên pirsgirêkê û sererastkirina herêmên şopandina lazerê dibe ku encaman bi girîngî baştir neke.
Mifteya pejirandina berfireh di pêşxistina rêbaz û alavên nûjen de ye ku dikarin li gorî cûrbecûr taybetmendiyên krîstal ji hilberînerên cûda biguncin, parametreyên pêvajoyê çêtir bikin, û pergalên perçekirina lazerê bi sepandina gerdûnî ava bikin.
P: Gelo teknolojiya perçekirina lazerê ji bilî SiC, dikare li ser materyalên nîvconductor ên din jî were sepandin?
A: Teknolojiya birîna lazerê di dîrokê de li ser rêzek fireh ji materyalan hatiye sepandin. Di nîvconductoran de, ew di destpêkê de ji bo perçekirina waferê hatiye bikar anîn û ji hingê ve berfireh bûye bo perçekirina krîstalên yekane yên mezin ên girseyî.
Ji bilî SiC, perçekirina bi lazer dikare ji bo materyalên din ên hişk an şikestî yên wekî elmas, nîtrîda gallyûmê (GaN), û oksîda gallyûmê (Ga₂O₃) jî were bikar anîn. Lêkolînên destpêkê yên li ser van materyalan gengazî û avantajên perçekirina bi lazerê ji bo sepanên nîvconductor nîşan dane.
P: Gelo niha alavên perçekirina lazerê yên navxweyî yên gihîştî hene? Lêkolîna we di kîjan qonaxê de ye?
A: Amûrên perçekirina lazerê SiC-ya bi qutra mezin bi berfirehî wekî amûrên bingehîn ji bo pêşeroja hilberîna waferê SiC-ya 8 înç têne hesibandin. Niha, tenê Japonya dikare pergalên weha peyda bike, û ew biha ne û di bin sînorkirinên hinardekirinê de ne.
Li gorî planên hilberîna SiC û kapasîteya heyî ya birrîna têl, daxwaza navxweyî ji bo pergalên perçekirin/tenikkirina lazerê bi qasî 1,000 yekîneyan tê texmînkirin. Şîrketên mezin ên navxweyî gelek veberhênan li ser pêşveçûnê kirine, lê hîna ti alavên navxweyî yên gihîştî û bazirganî yên berdest negihîştine armanca xwe ya pîşesaziyê.
Grûpên lêkolînê ji sala 2001an vir ve teknolojiya bilindkirina lazerê ya taybet pêş dixin û niha vê yekê berfireh kirine bo perçekirin û tenikkirina lazerê SiC ya bi qalindahiya mezin. Wan pergalek prototîp û pêvajoyên perçekirinê pêş xistine ku dikarin: Birîn û tenikkirina waflên SiC yên nîv-îzoleker ên 4-6 înçBirîna îngotên SiC yên guhêrbar ên 6-8 înçPîvanên performansê: SiC ya nîv-îzoleker a 6-8 înç: dema perçekirinê 10-15 hûrdem/wafl; windabûna materyalê <30 μmSiC ya guhêrbar a 6-8 înç: dema perçekirinê 14-20 hûrdem/wafl; windabûna materyalê <60 μm
Berhema waferê ya texmînkirî ji %50 zêdetir zêde bûye
Piştî perçekirinê, wafer piştî hûrkirin û cilandinê li gorî standardên neteweyî yên ji bo geometrîyê ne. Lêkolîn her wiha nîşan didin ku bandorên germî yên ji ber lazerê bandorê li ser stres an geometrîya di waferan de nakin.
Heman amûr ji bo verastkirina gengaziya birîna krîstalên yekane yên elmas, GaN, û Ga₂O₃ jî hatiye bikar anîn.
Dema weşandinê: 23ê Gulana 2025an