For nylig har Nanjing University med succes udviklet storskala siliciumcarbid (SiC) laserskæringsudstyr og -teknologi, hvilket markerer et betydeligt fremskridt inden for tredje generations halvledermaterialebehandlingsudstyr i Kina. Denne teknologi løser ikke kun problemet med høje materialetab i traditionelle skæreteknikker, men forbedrer også produktionseffektiviteten betydeligt, hvilket yder et væsentligt bidrag til udviklingen af teknologi til fremstilling af siliciumcarbidenheder.
Siliciumcarbid (SiC), som et centralt strategisk materiale, er afgørende for den nationale forsvarssikkerhed, den globale bilindustri og energiindustrien. Den nye teknologi udviklet af Nanjing University har foretaget betydelige forbedringer i udskæringsydelsen under siliciumcarbid-enkeltkrystalbehandlingsprocessen. Det kan effektivt kontrollere overfladerevneskaden på waferen og derved forbedre det efterfølgende udtyndings- og poleringsbehandlingsniveau.
"Traditionel multi-wire skæreteknologi har et højt materialetab og lange forarbejdningscyklusser ved behandling af siliciumcarbid, hvilket ikke kun øger produktionsomkostningerne, men også begrænser kapaciteten," forklarede projektlederen. Materialeudnyttelsesgraden for den traditionelle metode i skæreleddet er kun 50%, og materialetabet efter polering og slibning er så højt som 75%.
For at overvinde disse udfordringer har det tekniske team på Nanjing University vedtaget laserudskæringsudstyr, hvilket væsentligt reducerer materialetab og forbedrer produktionseffektiviteten. For eksempel kan en 20 mm SiC-barre producere mere end 50 wafere ved hjælp af laserskæringsteknologi sammenlignet med 30 wafers på 350 mikron produceret med traditionel trådsavteknologi. Efter optimering af wafers geometriske egenskaber kan tykkelsen af en enkelt wafer reduceres til 200 mikron, hvilket gør det muligt for en enkelt ingot at producere mere end 80 wafers.
Derudover har laserskæringsudstyret udviklet af Nanjing University også en væsentlig fordel med hensyn til skæretid. Skæringstiden for en enkelt skive for en 6-tommer halvisolerende/ledende siliciumcarbid barre overstiger ikke 15 minutter, og den årlige produktion af en enkelt enhed kan nå op på mere end 30,000 stykker. Tabet pr. styk kontrolleres effektivt, idet tabet af en semi-isolerende siliciumcarbid barre kontrolleret inden for 30 mikron og ledende type inden for 60 mikron, hvilket øger udbyttegraden med mere end 50 %.
Med hensyn til markedsanvendelsesmuligheder vil storskala siliciumcarbidlaserudskæringsudstyr blive kerneudstyret til udskæring af 8-tommers siliciumcarbidstænger i fremtiden. På nuværende tidspunkt er det kun Japan, der kan levere sådant udstyr, som er dyrt og under embargo mod Kina. Den indenlandske efterspørgsel overstiger 1,000 enheder, og det udstyr, der er udviklet af Nanjing University, kan ikke kun bruges til siliciumcarbidstængerskæring og waferfortynding, men også til laserbehandling af materialer som galliumnitrid, galliumoxid og diamant , der viser brede markedsanvendelsesmuligheder.
