Sprzęt do cięcia laserem wielkoformatowym: Kluczowa technologia dla przyszłej produkcji 8-calowych wafli SiC

Węglik krzemu (SiC) reprezentuje nie tylko krytyczną technologię dla bezpieczeństwa narodowego, ale także kluczowy obszar zainteresowania dla globalnego przemysłu motoryzacyjnego i energetycznego. Jako początkowy etap przetwarzania monokrystalicznych materiałów SiC, jakość cięcia wafli zasadniczo determinuje wydajność późniejszego ścieńczenia i polerowania. Konwencjonalne procesy cięcia mają tendencję do generowania pęknięć powierzchniowych/podpowierzchniowych, zwiększając wskaźniki pęknięć i koszty produkcji. Dlatego kontrola uszkodzeń powierzchniowych jest kluczowa dla rozwoju technologii produkcji urządzeń SiC.

Sprzęt do ścieńczania wafli ZMSH

Obecne cięcie ingotu SiC napotyka dwa główne wyzwania:

1. Wysoki wskaźnik strat materiału w tradycyjnym cięciu wielodrutowym.Ze względu na ekstremalną twardość i kruchość SiC, procesy cięcia/szlifowania/polerowania napotykają poważne problemy z wypaczaniem i pękaniem. Dane Infineon pokazują, że tradycyjne cięcie drutem diamentowym osiąga jedynie 50% wykorzystania materiału podczas cięcia, a całkowite straty sięgają 75% (≈250µm na wafelek) po polerowaniu.
2. Przedłużone cykle przetwarzania i niska przepustowość.Międzynarodowe statystyki produkcyjne wskazują, że 10 000 wafli wymaga ≈273 dni ciągłej pracy. Zaspokojenie popytu rynkowego wymaga masowego rozmieszczenia pił drucianych, jednocześnie borykając się z dużą chropowatością powierzchni i poważnym zanieczyszczeniem (odpady szlamowe, ścieki).

Aby sprostać tym wyzwaniom, zespół prof. Xiangqian Xiu z Uniwersytetu w Nankinie opracował sprzęt do cięcia laserem wielkoformatowym, który znacznie redukuje straty materiału i poprawia wydajność. W przypadku ingotu SiC o średnicy 20 mm, technologia laserowa podwaja wydajność w porównaniu do cięcia drutowego. Dodatkowo, wafle cięte laserem wykazują doskonałe właściwości geometryczne, umożliwiając grubość 200µm dla dalszego zwiększenia wydajności.

Zalety konkurencyjne tego projektu obejmują:

• Zakończony rozwój prototypu do cięcia/ścieńczania półizolacyjnych wafli SiC o średnicy 4-6 cali
• Osiągnięto cięcie ingotu przewodzącego SiC o średnicy 6 cali
• Trwająca weryfikacja cięcia ingotu o średnicy 8 cali
• Charakteryzuje się o 50% krótszym czasem przetwarzania, wyższą roczną przepustowością i<50µm strat materiału na wafelek

Analiza rynku potwierdza, że ten sprzęt jest przyszłym kluczowym rozwiązaniem dla produkcji 8-calowych SiC. Obecnie zależny od drogich japońskich importów z ryzykiem embarga, krajowy popyt w Chinach przekracza 1000 jednostek bez dojrzałych lokalnych alternatyw. Innowacja Uniwersytetu w Nankinie ma zatem znaczny potencjał komercyjny, z dodatkowymi zastosowaniami w przetwarzaniu GaN, Ga₂O₃ i diamentów.

ZMSH specjalizuje się w dostarczaniu kompleksowych rozwiązań SiC, oferując podłoża SiC o średnicy 2-12 cali, w tym typy 4H/6H-N, 4H-półizolacyjne i polimorfy 4H/6H-3C o konfigurowalnych grubościach. Dostarczamy również kompletne wyposażenie do produkcji SiC, od systemów wzrostu kryształów po zaawansowane maszyny do przetwarzania wafli, w tym sprzęt do cięcia i ścieńczania laserem, dostarczając kompleksowe rozwiązania dla przemysłu półprzewodników.

Podłoże SiC ZMSH typu 4H-N