Izrāviens SiC apstrādē: kā lāzera pacelšana{0}}izjauc tradicionālo stiepļu zāģēšanu?

May 27, 2026 Atstāj ziņu

SiC pusvadītāju ierīču ražošanas process ietver vairākus posmus, tostarp kristālu augšanu, sagriešanu, pulēšanu, tīrīšanu, oksidēšanu, kodināšanu un iepakošanu. Starp tiem viskritiskākie procesi ir kristālu augšana un vafeļu sagriešana, jo tie būtiski ietekmē substrāta kvalitāti, turpmākās apstrādes efektivitāti un galīgās ierīces veiktspēju.

202508120824241358

Šķīduma stiepļu zāģēšana ir bezmaksas{0}}abrazīvā stiepļu zāģēšanas metode. Metāla stieple tiek padota no atmaksājamās-ierīces caur stiepļu vadotnēm un spriegojuma vadības blokiem virzošajos rullīšos. Vairākas metāla stieples uz vadošajiem rullīšiem veido stiepļu tīklu, kas pārvietojas ar noteiktu lineāro ātrumu, ko virza virzošo rullīšu griešanās. Vienlaikus padeves iekārta ar noteiktu padeves ātrumu pret stieples tīklu padod vienu -kristāla SiC lietni. Lietim kustoties, virca, kas satur abrazīvus graudus, caur sprauslām tiek izsmidzināta uz stieples auduma. Metāla stieple virza vircu, nogādājot abrazīvus apstrādes zonā, vienlaikus izdarot spiedienu uz abrazīviem materiāliem. Abrazīvie līdzekļi veic griešanu cietā un šķidruma sajaukšanas zonā starp lietni un metāla stiepli. Stiepļu vircas zāģēšanā virca darbojas kā abrazīvu nesējs, nodrošinot stabilu suspendēto daļiņu izkliedi, un tāpēc tai ir nepieciešama noteikta viskozitāte. Tajā pašā laikā suspensijai jābūt labi plūstošai, lai kopā ar stiepļu zāģi varētu vadīt abrazīvus. Lai novērstu pārmērīgu temperatūras paaugstināšanos griešanas zonā, vircai ir nepieciešama arī laba siltumvadītspēja. Praksē polietilēnglikolu parasti izmanto kā abrazīvu disperģētāju. 4H-SiC materiālu griešanas procesā dominē vircas stiepļu zāģēšana ar tā ievērojamām priekšrocībām, piemēram, šauru roba platumu un vienmērīgu griešanas biezumu, un tā ir galvenā tehnoloģija augstas{16}precizitātes griešanai. Tomēr šim paņēmienam ir vairāki skaidri trūkumi: pirmkārt, salīdzinoši zema apstrādes efektivitāte ierobežotas suspensijas plūstamības un abrazīvās izmantošanas dēļ, kā rezultātā samazinās griešanas ātrums; otrkārt, ievērojama abrazīvu izšķērdēšana griešanas laikā, kas izraisa zemu abrazīvu izmantošanu un palielina apstrādes izmaksas; turklāt vircas izmantošana rada piesārņojumu, ierobežojot tās pielietojumu.

Pēdējos gados dimanta stiepļu zāģēšanas tehnoloģija ir piesaistījusi plašu uzmanību, jo tās priekšrocības ir augsta apstrādes efektivitāte, zemas stieples patēriņa izmaksas un videi draudzīgums. Dimanta stiepļu zāģēšana noņem materiālu, izmantojot dimanta abrazīvus, kas piestiprināti pie stiepļu zāģa kā fiksētus griešanas punktus, kas skrāpē kristāla virsmu. Dimanta stieple parasti ir nerūsējošā tērauda stieple, kas pārklāta ar niķeļa{2}}sakausējuma vai sveķu slāni. Mikro-izmēra cietās daļiņas tiek iestrādātas kā abrazīvi niķeļa-sakausējuma vai sveķu slānī, izmantojot galvanizācijas, līmēšanas vai metināšanas metodes. Griešanas laikā abrazīvās vielas tieši saskaras ar stieņa virsmu un noņem kristāla materiālu robā, izmantojot divus{7}}ķermeņa nodilumus. Silīcija plāksnīšu griešanai silīcija karbīda (SiC) daļiņas bieži izmanto kā cieto abrazīvu. 4H-SiC vafeļu griešanai dimanta daļiņas tiek izmantotas kā abrazīvie līdzekļi. Atšķirībā no vircas stiepļu zāģēšanas šajā paņēmienā parasti tiek izmantots dzesēšanas šķidrums uz ūdens bāzes, un tāpēc tas ir videi draudzīgāks. Tradicionālā SiC stiepļu zāģēšana cieš no lieliem materiāla zudumiem un ilgu apstrādes laiku. Apstrādes metode, kuras pamatā ir kontakts{16}}, rada arī defektu bojājumus un atlikušo spriegumu, kas dažos gadījumos izraisa sliktu produkta kvalitāti un augstas ražošanas izmaksas. Tā kā vafeļu izmēri turpina pieaugt, veids, kā efektīvi novērst griešanas -izraisītus defektus un deformāciju, vienlaikus nodrošinot griešanas efektivitāti un materiālu izmantošanu, ir kļuvis par galveno šķērsli turpmākai izmaksu samazināšanai un efektivitātes uzlabošanai SiC nozarē.

Lāzera pacelšanas-tehnoloģija ar ievērojamām bezkontakta apstrādes priekšrocībām, augstu precizitāti un zemiem zudumiem ir kļuvusi par galveno virzienu, lai pārvarētu SiC substrāta ražošanas vājās vietas. Šī tehnoloģija apvieno vertikālu lāzera modifikāciju un kontrolētu kristālu atslāņošanos. Tās būtība ir precīza enerģijas kontrole, lai kristāla iekšienē izveidotu šķelšanās saskarni iepriekš noteiktā dziļumā, tādējādi panākot augstu-precizitāti, augstas{5}}efektivitātes plāksnīšu atdalīšanu. Tradicionālās lāzera apstrādes metodes galvenokārt balstās uz ablācijas efektiem vai paralēlām modifikācijas metodēm, kas parasti ir piemērotas tikai griešanai lāzera biežuma virzienā. Turpretim lāzera pacelšanas{8}}tehnoloģijā tiek izmantotas precīzas mehāniskas struktūras vai virsmas sprieguma slāņi, lai izraisītu kristāla plaisāšanu iepriekš noteiktā šķelšanās plaknē, panākot pilnīgu plāna slāņa atslāņošanos. Šī tehnoloģija sniedz ievērojamas priekšrocības precīzas kontroles, materiālu bojājumu samazināšanas un plaša materiālu pielietojuma jomā, labāk apmierinot zemu{10}}zaudējumu, augstas{11}}efektivitātes, liela mēroga{12}}rūpnieciskās ražošanas vajadzības. Lāzera apstrādes metodes efektīvi uzlabo cieto un trauslo materiālu ražošanas efektivitāti, bet apstrādes kvalitāte ir atkarīga no precīzas procesa parametru kontroles, kuru optimizācija tieši ietekmē gala rezultātu.

Rezumējot, atšķirībā no tradicionālajām stiepļu zāģēšanas metodēm, bezkontakta lāzera pacelšanas-tehnoloģija efektīvi novērš tādas problēmas kā griezējinstrumenta nodilums un SiC plāksnīšu bojājums, ko izraisa mehānisks spriegums, tādējādi panākot augstas-kvalitātes un augstas{3}}precizitātes atslāņošanos. Lāzera pacelšanas-tehnoloģija ievērojami uzlabo SiC vafeļu apstrādes efektivitāti un kvalitāti, vienlaikus samazinot SiC substrātu sagatavošanas izmaksas, piedāvājot izcilas priekšrocības, piemēram, augstu ražošanas efektivitāti un mazus materiālu zudumus.