Недавно Нанкинский университет успешно разработал крупномасштабное оборудование и технологию лазерной резки карбида кремния (SiC), что ознаменовало значительный прогресс в области оборудования для обработки полупроводниковых материалов третьего поколения в Китае. Эта технология не только решает проблему высоких потерь материала при традиционных методах резки, но и значительно повышает эффективность производства, внося значительный вклад в развитие технологии производства устройств из карбида кремния.
Карбид кремния (SiC) как ключевой стратегический материал имеет решающее значение для национальной оборонной безопасности, мировой автомобильной промышленности и энергетической промышленности. Новая технология, разработанная Нанкинским университетом, позволила значительно улучшить производительность нарезки в процессе обработки монокристалла карбида кремния. Он может эффективно контролировать повреждение поверхности пластины трещинами, тем самым улучшая последующий уровень обработки утонения и полировки.
«Традиционная технология многопроволочной резки имеет высокие потери материала и длительные технологические циклы при обработке карбида кремния, что не только увеличивает производственные затраты, но и ограничивает мощности», — пояснил руководитель проекта. Коэффициент использования материала традиционного метода в режущем звене составляет всего 50%, а потери материала после полировки и шлифования достигают 75%.
Чтобы преодолеть эти проблемы, техническая группа Нанкинского университета внедрила оборудование для лазерной резки, что значительно снизило потери материала и повысило эффективность производства. Например, из слитка SiC толщиной 20 мм можно произвести более 50 пластин с использованием технологии лазерной резки по сравнению с 30 пластинами толщиной 350 микрон, полученными с помощью традиционной технологии проволочной резки. После оптимизации геометрических характеристик пластины толщина одной пластины может быть уменьшена до 200 микрон, что позволяет из одного слитка производить более 80 пластин.
Кроме того, оборудование для лазерной резки, разработанное Нанкинским университетом, также имеет значительное преимущество в сокращении времени. Время резки одного ломтика 6-дюймового полуизолирующего/проводящего слитка карбида кремния не превышает 15 минут, а годовой объем производства одного устройства может достигать более 30000 штук. Потери на единицу изделия эффективно контролируются: потери полуизоляционного карбида кремния контролируются в пределах 30 микрон, а проводящего типа - в пределах 60 микрон, что увеличивает выход продукции более чем на 50%.
С точки зрения перспектив применения на рынке, в будущем крупномасштабное оборудование для лазерной резки карбида кремния станет основным оборудованием для резки 8-дюймовых слитков карбида кремния. В настоящее время только Япония может предоставить такое оборудование, которое является дорогостоящим и на которое наложено эмбарго на Китай. Внутренний спрос превышает 1,000 единиц, а оборудование, разработанное Нанкинским университетом, может использоваться не только для резки слитков карбида кремния и утонения пластин, но также для лазерной обработки таких материалов, как нитрид галлия, оксид галлия и алмаз. , показывая широкие перспективы применения на рынке.
