レーザー切断は,未来に8インチシリコンカービッドを切るための主流技術になります.
Q: シリコンカービッド切断加工の主要な技術は何ですか?
A: シリコン カービッド の 硬さ は ダイヤモンド の 硬さ に 次ぐ もの で,硬さ が 高く 脆い 材料 です.成長した結晶をシートに切る過程は,時間がかかり,裂けやすいシリコンカービッド単結晶の加工における最初のプロセスとして,スライスする性能は,後の磨き,磨き,薄め,その他の加工レベルを決定します.切断処理は,ウエフルの表面と地下に亀裂を引き起こす傾向があります.ワッファの破裂率と製造コストを増加させるため,表面裂け損を制御する ワッフル切断は,シリコンカービッド装置製造技術の開発を促進するために大きな意味があります現在報告されているシリコンカービッド切断加工技術には,主に固化,フリーアブラシブ切削,レーザー切削,冷分離,電気放電切削,その中でも,ダイアモンド固化磨材による多線切断は,シリコンカルビッド単結晶の加工に使用される最も一般的な方法である.晶塊の大きさは8インチ以上になると,線切断機器の要求は非常に高く,コストも非常に高く,効率も低すぎる.低コストの新しい切断技術の開発が緊急に必要である低損失で高効率で
ZMSHのSiC結晶ブロック
Q: レーザー切断技術が 従来の多線切断技術に比べて どんな利点があるのでしょうか?
A: 従来の線切断プロセスでは,シリコンカービッドの棒は,一定の方向に沿って数百マイクロンの厚さの薄いシートに切らなければなりません.これらのシートは,ツールマークと表面地下裂け損を削除し,必要な厚さに到達するためにダイヤモンド磨き液で磨かれますその後,CMPの磨きが行われ,全体的な平面化が達成され,最後に,シリコンカービッドのウエファーが清掃されます.シリコンカービッドは高硬さで脆い材料です切り,磨き,磨き中に曲げたり裂けたりする傾向があり,これは,ウエフルの破裂率と製造コストを増加させます.表面とインターフェースの荒さが高いさらに,多線切断処理サイクルが長く,生産量は低くなっています.伝統的な多線切断方法では,材料の総利用率はわずか50%と推定されています.初期生産統計によると,24時間連続の並列生産では,10個を生産するのに約273日かかります比較的長い時間です.
現在,国内の大部分のシリコンカービッド結晶生長企業は"生産を増やす方法"のアプローチを採用し,結晶生長炉の数を大幅に増加させています.結晶生殖技術がまだ完全に成熟していないとき,収穫率は比較的低いときレーザー切削機器の採用により,損失を大幅に削減し,生産効率を向上させることができる.例えば20ミリメートルのSiC・インゴットワイヤセーで30個,350umのウエフラーが作れる一方,レーザー切断技術で50個以上のウエフラーが作れる.レーザー切断で作るウエフルのよりよい幾何学的特性により単一のウエフルの厚さは200mmに縮小され,ウエフルの数はさらに増加します.単一の20mmSiCインゴットは80以上のウエフルを生産することができます.6インチ以下のシリコンカービッドに広く適用されていますしかし,8インチのシリコンカービッドを切るのに10~15日かかる. 設備の要求が高く,コストが高く,効率が低い.大型のレーザー切断の技術的利点は明らかになり,それは8インチ切断のための主流技術になる 将来8インチのシリコンカービッドブロックのレーザー切断は,片片切断時間が片片あたり20分未満を達成し,片片切断損失は60um以内に制御されます.
ZMSHのSiC結晶ブロック
全体的に,多線切断技術と比較して,レーザー切断技術には,高効率と速度,高切断率,低材料損失,清潔性などの利点があります.
Q: シリコンカービッドレーザー切削技術における主な困難は何ですか?
A: シリコンカルビッドレーザー切削技術の主なプロセスは,レーザー修正とウェーファー分離という2つのステップで構成されています.
レーザー波の形状と最適化です. レーザーパワー,スポット直径,シリコンカービッドの脱毛修正と後のウエファー分離の効果に影響します変形ゾーンの幾何学的な寸法が表面の荒さとその後の分離困難性を決定する.表面の高粗さはその後の磨きの困難を増加し,材料の損失を増加させる.
レーザー改造後,ウエファの分離は主に切断力によって,冷凍クラッキングや機械的拉伸力など,切断ウエファをインゴットから剥がします.国内製造者の研究開発は,主に振動によって分離する超音波トランスデューサーを使用断片化や破片化などの問題を引き起こし,完成品の生産量を低下させる可能性があります.
上記の2つのステップは,ほとんどの研究開発部門にとって大きな困難を伴わないはずです.異なる結晶生長メーカーから結晶ブロックの異なるプロセスとドーピングによりあるいは,単一の結晶結晶の内部ドーピングとストレスが不均等である場合,結晶結晶の切断の難度を増加させる.損失を増やし,完成品の生産量を減少させる単に様々な検出方法によって識別し,その後ゾーンレーザースキャン切片を行うことは,効率と切片品質の向上に有意な効果を持っていない可能性があります.革新的な方法や技術をどのように開発するか切断プロセスのパラメータを最適化異なる製造業者からの異なる品質の結晶棒のための普遍的なプロセスを持つレーザー切断機器と技術を開発する.
Q: シリコン・カービード以外は,レーザー切断技術が他の半導体材料の切削にも適用できますか?
A: 初期のレーザー切削技術は,様々な材料分野に適用されました. 半導体分野では,主にチップウエファーを切るのに使用されました. 現在,大型の単一の結晶の切断に拡大しましたシリコンカーバイドに加えて,ダイヤモンド,ガリウムナイトライド,ガリウムオキシドなどの単結晶材料などの高硬度または脆い材料を切るためにも使用できます.半導体単結晶の切断について 予備作業を重ねています半導体単結晶のレーザー切片技術の可行性と利点を検証した.
ZMSHのダイアモンド・ウェーバー&ガナ・ウェーバー
Q: 現在,我が国で成熟したレーザー切削機器の製品がありますか? この装置の研究開発の段階は?
A: 業界では,大型シリコンカービッドレーザー切削機器が 8インチシリコンカービッドブロックの切断のための将来的なコア機器と考えられています.大型のシリコンカルビッド・リンゴレーザー切断機器は日本のみが提供できる中国に対する禁輸の対象である.研究によると,レーザー切削/薄化機器の国内需要は約1,600万円に達すると推定されている.ワイヤ切断装置の数とシリコンカービッドの計画容量に基づいて000個現在,国内企業,ハンズレーザー,デロンレーザー,江蘇ゼネラルなどの 関連製品の開発に莫大な資金を投資しています.しかし,生産ラインにはまだ成熟した国内商業機器が使用されていない..
2001年頃には 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 rightsこの技術を使って 大型シリコンカービッドのレーザー切削と薄化を行いました試作機器の開発と切断プロセスの研究開発を完了しました半絶縁性シリコンカービッドの 4-6 インチワッフルの切断と薄めと 6-8 インチ伝導性シリコンカービッドの棒の切断を達成します.6-8インチ半絶縁シリコンカービッドの切断時間は切片ごとに10〜15分です6~8インチの導電性シリコンカービッド棒の単品切削時間は1枚あたり14~20分であり,単品切削量は60um未満である.生産率は50%以上増加すると推定されています切断,磨き,磨き後,シリコンカービッドウエフルの幾何学的パラメータは,国家標準に準拠します.レーザー切削中の熱効果が,シリコンカービッドのストレスおよび幾何学的パラメータに有意な影響を与えないことも研究結果から示されています.この機器を使って,ダイヤモンド,ガリウムナイトライド,ガリウムオキシドの単結晶のスライス技術に関する可行性検証研究も行いました.
シリコンカービッド・ウェーファー加工技術の革新的なリーダーとして,ZMSHは8インチシリコンカービッドレーザー切削のコア技術をマスターする先駆者となりました.独立開発した 高精度レーザー調節システムと インテリジェント熱管理技術により切断速度を50%以上増加させ,材料損失を100μm以内に削減することで,業界に突破をもたらしました.私たちのレーザー切断ソリューションは,適応可能な光学システムと組み合わせて紫外線超短パルスレーザーを使用切断深さと熱帯を正確に制御できるので,ウエファーのTTVは5μm以内に制御され,外位密度は103cm−2未満です.8インチシリコンカービッド基板の大量生産の信頼性の高い技術支援現在,この技術は自動車級の検証を通過し,新しいエネルギーと5G通信の分野で産業的に適用されています.
次のZMSHはSiC 4H-N & SEMI型である.
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