A szilícium-karbid (SiC) nemcsak kritikus fontosságú technológia a nemzetvédelem számára, hanem kulcsfontosságú anyag a globális autóipar és az energiaipar számára is. A SiC egykristályos feldolgozásának első kritikus lépéseként a lapkaszeletelés közvetlenül meghatározza a későbbi vékonyítás és polírozás minőségét. A hagyományos szeletelési módszerek gyakran felületi és felszín alatti repedéseket okoznak, ami növeli a lapkatörési arányt és a gyártási költségeket. Ezért a felületi repedések károsodásának szabályozása létfontosságú a SiC eszközgyártás fejlesztéséhez.
Jelenleg a SiC tuskószeletelés két fő kihívással néz szembe:
- Nagy anyagveszteség a hagyományos többszálas fűrészelés során:A SiC rendkívüli keménysége és ridegsége miatt hajlamos a vetemedésre és a repedésekre vágás, csiszolás és polírozás során. Az Infineon adatai szerint a hagyományos, gyémánt-gyanta kötésű, többszálas fűrészelés a vágás során csak 50%-os anyagkihasználást ér el, a teljes egylapkás veszteség polírozás után eléri a ~250 μm-t, így minimális felhasználható anyag marad.
- Alacsony hatékonyság és hosszú termelési ciklusok:A nemzetközi termelési statisztikák azt mutatják, hogy 10 000 ostya előállítása 24 órás folyamatos többszálas fűrészeléssel ~273 napot vesz igénybe. Ez a módszer nagy mennyiségű berendezést és fogyóeszközt igényel, miközben nagy felületi érdességet és szennyezést (por, szennyvíz) eredményez.
Ezen problémák megoldása érdekében Xiu Xiangqian professzor csapata a Nanjingi Egyetemen nagy pontosságú lézeres szeletelő berendezést fejlesztett ki SiC-hez, amely az ultragyors lézertechnológiát kihasználva minimalizálja a hibákat és növeli a termelékenységet. Egy 20 mm-es SiC tuskó esetében ez a technológia megduplázza a lapkahozamot a hagyományos drótfűrészeléshez képest. Ezenkívül a lézerrel szeletelt lapkák kiváló geometriai egyenletességet mutatnak, lehetővé téve a vastagság 200 μm-re csökkentését lapkánként, és tovább növelve a termelést.
Főbb előnyök:
- Befejezett K+F munkálatok nagyméretű prototípus berendezéseken, melyeket 4–6 hüvelykes félszigetelő SiC ostyák és 6 hüvelykes vezetőképes SiC tuskók szeletelésére validáltak.
- A 8 hüvelykes tuskószeletelés ellenőrzés alatt áll.
- Jelentősen rövidebb szeletelési idő, magasabb éves hozam és >50%-os hozamnövekedés.
XKH 4H-N típusú SiC szubsztrátja
Piaci potenciál:
Ez a berendezés várhatóan a 8 hüvelykes SiC tuskószeletelés alapvető megoldásává válik, amelyet jelenleg a magas költségekkel és exportkorlátozásokkal járó japán import dominál. A lézeres szeletelő/vékonyító berendezések iránti belföldi kereslet meghaladja az 1000 darabot, de nincsenek érett kínai gyártmányú alternatívák. A Nanjingi Egyetem technológiája hatalmas piaci értékkel és gazdasági potenciállal rendelkezik.
Több anyaggal való kompatibilitás:
A SiC-on túl a berendezés támogatja a gallium-nitrid (GaN), az alumínium-oxid (Al₂O₃) és a gyémánt lézeres megmunkálását is, szélesítve ipari alkalmazásait.
A SiC szeletek feldolgozásának forradalmasításával ez az innováció a félvezetőgyártás kritikus szűk keresztmetszeteit kezeli, miközben igazodik a nagy teljesítményű, energiahatékony anyagok felé irányuló globális trendekhez.
Következtetés
A szilícium-karbid (SiC) szubsztrátok gyártásának iparági vezetőjeként az XKH 2-12 hüvelykes, teljes méretű SiC szubsztrátok (beleértve a 4H-N/SEMI típusú és a 4H/6H/3C típusúakat is) gyártására specializálódott, amelyeket a gyorsan növekvő ágazatok, például az új energiájú járművek (NEV), a fotovoltaikus (PV) energiatárolás és az 5G kommunikáció számára szabtak testre. A nagyméretű, alacsony veszteségű szeletelési technológiát és a nagy pontosságú feldolgozási technológiát kihasználva 8 hüvelykes szubsztrátok tömeggyártását értünk el, és áttörést értünk el a 12 hüvelykes vezetőképes SiC kristálynövekedési technológiában, jelentősen csökkentve a chipek egységköltségeit. A jövőben továbbra is optimalizálni fogjuk a tömbszintű lézeres szeletelést és az intelligens feszültségszabályozási folyamatokat, hogy a 12 hüvelykes szubsztrátok hozamát globálisan versenyképes szintre emeljük, lehetővé téve a hazai SiC iparág számára a nemzetközi monopóliumok megtörését és a skálázható alkalmazások felgyorsítását a csúcskategóriás területeken, mint például az autóipari minőségű chipek és a mesterséges intelligencia alapú szerver tápegységek.
XKH 4H-N típusú SiC szubsztrátja
Közzététel ideje: 2025. augusztus 15.