የሌዘር መቆራረጥ ለወደፊቱ ባለ 8 ኢንች ሲሊኮን ካርቦይድ ለመቁረጥ ዋና ቴክኖሎጂ ይሆናል። የጥያቄ እና መልስ ስብስብ

ጥ፡- በሲሲ ዋፈር መቆራረጥ እና ማቀነባበር ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት ዋና ቴክኖሎጂዎች ምን ምን ናቸው?

A:ሲሊኮን ካርቦይድ (SiC) ጥንካሬ ከአልማዝ ቀጥሎ ሁለተኛ ያለው ሲሆን በጣም ጠንካራ እና ተሰባሪ ቁሳቁስ ተደርጎ ይቆጠራል። የበቀለውን ክሪስታሎች ወደ ቀጭን ቫፈር መቁረጥን የሚያካትት የመቁረጥ ሂደት ጊዜ የሚወስድ እና ለመቁረጥ የተጋለጠ ነው. እንደ መጀመሪያው እርምጃሲሲነጠላ ክሪስታል ማቀነባበር፣ የመቁረጡ ጥራት በቀጣይ መፍጨት፣ መወልወል እና መቀነስ ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል። መቆራረጥ ብዙውን ጊዜ የገጽታ እና የከርሰ ምድር ስንጥቆችን ያስተዋውቃል፣ የዋፈር መሰባበር መጠኖችን እና የምርት ወጪዎችን ይጨምራል። ስለዚህ፣ በሚቆረጥበት ጊዜ የገጽታ መሰንጠቅን መቆጣጠር የሲሲ መሣሪያን ለማምረት ወሳኝ ነው።

                                                 

በአሁኑ ጊዜ የተዘገበው የሲሲ መቁረጫ ዘዴዎች ቋሚ-ማጠፊያ፣ ነፃ-የሚያጸዳ መቆራረጥ፣ ሌዘር መቁረጥ፣ የንብርብር ሽግግር (ቀዝቃዛ መለያየት) እና የኤሌክትሪክ ፍሳሽ መቆራረጥን ያካትታሉ። ከነዚህም መካከል፣ በቋሚ የአልማዝ መጥረጊያዎች የተገላቢጦሽ መቆራረጥ የሲሲ ነጠላ ክሪስታሎችን ለመስራት በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው ዘዴ ነው። ነገር ግን፣ ኢንጎት መጠኖች 8 ኢንች እና ከዚያ በላይ ሲደርሱ፣ በከፍተኛ የመሳሪያ ፍላጎት፣ ወጪ እና ዝቅተኛ ቅልጥፍና ምክንያት ባህላዊ የሽቦ መጋዝ ተግባራዊ አይሆንም። በዝቅተኛ ወጪ ፣ በዝቅተኛ ኪሳራ ፣ ከፍተኛ-ውጤታማ የመቁረጥ ቴክኖሎጂዎች አስቸኳይ ፍላጎት አለ።

 

ጥ: በባህላዊ ባለ ብዙ ሽቦ መቁረጥ ላይ የሌዘር መቆራረጥ ጥቅሞች ምንድ ናቸው?

መ: ባህላዊ የሽቦ መሰንጠቅን ይቆርጣልሲሲ ገብቷል።በአንድ የተወሰነ አቅጣጫ ወደ ብዙ መቶ ማይክሮን ውፍረት ወደ ቁርጥራጮች። ከዚያም ቁርጥራጮቹ የአልማዝ ዝቃጮችን በመጠቀም የመጋዝ ምልክቶችን እና የከርሰ ምድር ጉዳቶችን ለማስወገድ ፣ በመቀጠልም የኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽንግ (ሲኤምፒ) ዓለም አቀፋዊ ዕቅድን ለማሳካት እና በመጨረሻም የሲሲ ዌፈርዎችን ለማግኘት ይጸዳሉ።

 

ነገር ግን፣ በሲሲ ከፍተኛ ጥንካሬ እና ስብራት ምክንያት፣ እነዚህ እርምጃዎች በቀላሉ መፈራረስ፣ መሰባበር፣ የመሰባበር መጠን መጨመር፣ የምርት ወጪን ከፍ ሊያደርጉ እና ከፍተኛ የገጽታ መሸርሸር እና ብክለትን (አቧራ፣ ቆሻሻ ውሃ፣ ወዘተ) ያስከትላሉ። በተጨማሪም የሽቦ መሰንጠቅ ቀርፋፋ እና አነስተኛ ምርት አለው. ግምቶች እንደሚያሳዩት ባህላዊ የባለብዙ ሽቦ መቆራረጥ 50% የሚሆነውን የቁሳቁስ አጠቃቀምን ብቻ እንደሚያሳካ እና እስከ 75% የሚሆነው ቁሳቁስ ከተጣራ እና ከተፈጨ በኋላ ይጠፋል። 10,000 ዋፈር ለማምረት ወደ 273 ቀናት የሚጠጋ ተከታታይ 24-ሰዓት ምርት ሊወስድ እንደሚችል ቀደምት የውጭ ምርት መረጃ አመልክቷል - በጣም ጊዜ የሚወስድ።

 

በአገር ውስጥ፣ ብዙ የሲሲ ክሪስታል ዕድገት ኩባንያዎች የእቶኑን አቅም በማሳደግ ላይ ያተኮሩ ናቸው። ነገር ግን፣ ምርትን ከማስፋፋት ይልቅ፣ ኪሳራዎችን እንዴት መቀነስ እንደሚቻል ማጤን የበለጠ ጠቃሚ ነው—በተለይም ክሪስታል የዕድገት ምርት ገና ጥሩ ካልሆነ።

 

ሌዘር መቁረጫ መሳሪያዎች የቁሳቁስ ብክነትን በእጅጉ ሊቀንሱ እና ምርትን ሊያሻሽሉ ይችላሉ። ለምሳሌ, ነጠላ 20 ሚሜ በመጠቀምሲሲ ገብቷል።ሽቦ መሰንጠቅ 350 μm ውፍረት ያለው 30 ዋፈር አካባቢ ሊሰጥ ይችላል።የሌዘር መቆራረጥ ከ50 ዋይፋይ በላይ ሊሰጥ ይችላል። ቀናት በባህላዊ ዘዴዎች, ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን መሳሪያዎች የሚጠይቁ እና ዝቅተኛ ቅልጥፍና ያላቸው ከፍተኛ ወጪዎችን ያስከትላሉ. በነዚህ ሁኔታዎች የሌዘር መሰንጠቂያ ጥቅሞች ግልጽ ይሆናሉ፣ ይህም ለ 8 ኢንች ዋይፋሮች ዋናው የወደፊት ቴክኖሎጂ ያደርገዋል።

 

በሌዘር መቁረጥ ፣ በ 8 ኢንች ዋይፋር የመቁረጥ ጊዜ ከ 20 ደቂቃዎች በታች ሊሆን ይችላል ፣ የቁሳቁስ ኪሳራ በአንድ ዋፈር ከ 60 μm በታች።

 

በማጠቃለያው ከበርካታ ሽቦዎች መቁረጥ ጋር ሲነፃፀር የሌዘር መቆራረጥ ከፍተኛ ፍጥነትን, የተሻለ ምርትን, ዝቅተኛ የቁሳቁስ መጥፋት እና ንጹህ ማቀነባበሪያ ያቀርባል.

 

ጥ: በ SiC laser slicing ውስጥ ዋና ዋና ቴክኒካዊ ችግሮች ምንድን ናቸው?

መ: የሌዘር መቆራረጥ ሂደት ሁለት ዋና ደረጃዎችን ያካትታል-የሌዘር ማሻሻያ እና የዋፈር መለያየት።

 

የሌዘር ማሻሻያ ዋናው የጨረር መቅረጽ እና መለኪያ ማመቻቸት ነው። እንደ ሌዘር ሃይል፣ የቦታ ዲያሜትር እና የፍተሻ ፍጥነት ያሉ መለኪያዎች ሁሉም የቁሳቁስ ማስወገጃ ጥራት እና ቀጣይ የዋፈር መለያየት ስኬት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ። የተሻሻለው ዞን ጂኦሜትሪ የወለል ንጣፉን እና የመለያየትን አስቸጋሪነት ይወስናል. ከፍተኛ የገጽታ ሸካራነት በኋላ መፍጨትን ያወሳስበዋል እና የቁሳቁስ ብክነትን ይጨምራል።

 

ከተሻሻሉ በኋላ የዋፈር መለያየት በተለምዶ እንደ ቀዝቃዛ ስብራት ወይም ሜካኒካል ጭንቀት ባሉ ሸለተ ሃይሎች አማካይነት ይከናወናል። አንዳንድ የቤት ውስጥ ስርዓቶች ለመለያየት ንዝረትን ለማነሳሳት የአልትራሳውንድ ተርጓሚዎችን ይጠቀማሉ፣ ነገር ግን ይህ መቆራረጥን እና የጠርዝ ጉድለቶችን ያስከትላል፣ ይህም የመጨረሻውን ምርት ይቀንሳል።

 

እነዚህ ሁለት እርምጃዎች በተፈጥሯቸው አስቸጋሪ ባይሆኑም፣ በተለያዩ የዕድገት ሂደቶች፣ ዶፒንግ ደረጃዎች እና የውስጥ ጭንቀት ስርጭቶች ምክንያት በክሪስታል ጥራት ላይ አለመመጣጠን - የመቁረጥ ችግርን፣ ምርትን እና የቁሳቁስ መጥፋትን በእጅጉ ይነካል። የችግር ቦታዎችን መለየት እና የሌዘር ቅኝት ዞኖችን ማስተካከል ብቻ ውጤቱን በእጅጉ ላያሻሽል ይችላል።

 

ሰፊ ጉዲፈቻ ለማግኘት ቁልፉ ከተለያዩ አምራቾች ከተለያዩ ክሪስታል ጥራቶች ጋር መላመድ የሚችሉ አዳዲስ ዘዴዎችን እና መሳሪያዎችን ማዘጋጀት ፣ የሂደቱን መለኪያዎች ማመቻቸት እና የሌዘር መሰንጠቂያ ስርዓቶችን ሁለንተናዊ ተግባራዊነት በመገንባት ላይ ነው።

 

ጥ፡- የሌዘር መቆራረጥ ቴክኖሎጂ ከሲሲ በተጨማሪ በሌሎች ሴሚኮንዳክተር ቁሶች ላይ ሊተገበር ይችላል?

መ: የሌዘር መቁረጫ ቴክኖሎጂ በታሪክ ለብዙ ቁሳቁሶች ተተግብሯል። በሴሚኮንዳክተሮች ውስጥ፣ መጀመሪያ ላይ ለ wafer dicing ያገለግል ነበር እና ከዚያ በኋላ ትላልቅ ነጠላ ክሪስታሎችን ለመቁረጥ ተስፋፍቷል።

 

ከሲሲ ባሻገር፣ ሌዘር መቆራረጥ ለሌሎች ጠንካራ ወይም ለሚሰባበሩ ቁሶች እንደ አልማዝ፣ ጋሊየም ናይትራይድ (ጋኤን) እና ጋሊየም ኦክሳይድ (ጋ₂O₃) መጠቀም ይቻላል። በነዚህ ቁሳቁሶች ላይ የተደረጉ የመጀመሪያ ደረጃ ጥናቶች ለሴሚኮንዳክተር አፕሊኬሽኖች የሌዘር መቆራረጥ አዋጭነት እና ጥቅሞች አሳይተዋል.

 

ጥ: በአሁኑ ጊዜ የጎለመሱ የአገር ውስጥ የሌዘር መሣሪያዎች ምርቶች አሉ? የእርስዎ ጥናት በምን ደረጃ ላይ ነው?

መ: ትልቅ-ዲያሜትር የሲሲ ሌዘር መቁረጫ መሳሪያዎች ለወደፊቱ ለ 8 ኢንች የሲሲ ዋይፈር ምርት እንደ ዋና መሳሪያ ተደርጎ ይቆጠራል። በአሁኑ ጊዜ ጃፓን ብቻ እንዲህ አይነት ስርዓቶችን መስጠት ይችላል, እና እነሱ ውድ እና ወደ ውጭ የሚላኩ እገዳዎች ናቸው.

 

በሲሲ የማምረት እቅዶች እና አሁን ባለው የሽቦ መጋዝ አቅም ላይ በመመስረት የሌዘር መቆራረጥ/የቀጭን ስርዓቶች የቤት ውስጥ ፍላጎት ወደ 1,000 ክፍሎች ይገመታል ። ዋና ዋና የሀገር ውስጥ ኩባንያዎች ለልማት ከፍተኛ መዋዕለ ንዋይ አፍስሰዋል፣ ነገር ግን ምንም አይነት የበሰሉ እና ለንግድ የሚውሉ የቤት ውስጥ መሳሪያዎች እስካሁን የኢንዱስትሪ ስምሪት ላይ አልደረሱም።

 

የምርምር ቡድኖች እ.ኤ.አ. ከ2001 ጀምሮ የባለቤትነት ሌዘር ማንሳት ቴክኖሎጂን እየገነቡ ነው እና አሁን ይህንን ወደ ትልቅ ዲያሜትር የሲሲ ሌዘር ቁርጥራጭ እና ቀጭን ማራዘም ችለዋል። ከ4-6 ኢንች ከፊል-ኢንሱላር የሲሲ ዋይፋሪዎችን መቁረጥ እና መቀነስ የሚችል የፕሮቶታይፕ ሲስተም እና የመቁረጥ ሂደቶችን ፈጥረዋል-የ6-8 ኢንች ኮንዳክሽን የሲሲ ኢንጎትስ የአፈጻጸም መለኪያዎች፡6–8 ኢንች ከፊል መከላከያ ሲሲ፡ የመቁረጥ ጊዜ 10–15 ደቂቃ/ዋፈር; ቁሳዊ ኪሳራ <30 μm6-8 ኢንች conductive SiC: የመቁረጥ ጊዜ 14-20 ደቂቃዎች / ዋፈር; የቁሳቁስ ኪሳራ <60 μm

 

የተገመተው የዋፈር ምርት ከ50% በላይ ጨምሯል።

 

ከተቆረጠ በኋላ፣ ዋፍሮቹ ከመፍጨት እና ከተጣራ በኋላ የጂኦሜትሪ ብሄራዊ ደረጃዎችን ያሟላሉ። ጥናቶችም እንደሚያሳዩት በሌዘር የሚመነጩ የሙቀት ውጤቶች በውጥረት ወይም በጂኦሜትሪ በዋፋዎች ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ አይኖራቸውም።

 

አልማዝ፣ ጋኤን እና ጋ₂O₃ ነጠላ ክሪስታሎችን የመቁረጥ አዋጭነትን ለማረጋገጥ ተመሳሳይ መሳሪያ ጥቅም ላይ ውሏል።