Recentemente, a Universidade de Nanjing desenvolveu com sucesso equipamentos e tecnologia de corte a laser de carboneto de silício (SiC) em grande escala, marcando um avanço significativo no campo de equipamentos de processamento de materiais semicondutores de terceira geração na China. Esta tecnologia não apenas resolve o problema da alta perda de material nas técnicas de corte tradicionais, mas também aumenta significativamente a eficiência da produção, contribuindo significativamente para o desenvolvimento da tecnologia de fabricação de dispositivos de carboneto de silício.
O carboneto de silício (SiC), como material estratégico fundamental, é crucial para a segurança da defesa nacional, a indústria automotiva global e a indústria energética. A nova tecnologia desenvolvida pela Universidade de Nanjing trouxe melhorias significativas no desempenho de fatiamento durante o processo de processamento de cristal único de carboneto de silício. Ele pode controlar efetivamente os danos causados por rachaduras na superfície do wafer, melhorando assim o nível de processamento de desbaste e polimento subsequente.
“A tecnologia tradicional de corte multifios apresenta alta perda de material e longos ciclos de processamento ao processar carboneto de silício, o que não apenas aumenta os custos de produção, mas também limita a capacidade”, explicou o líder do projeto. A taxa de utilização de material do método tradicional no elo de corte é de apenas 50%, e a perda de material após polimento e retificação chega a 75%.
Para superar esses desafios, a equipe técnica da Universidade de Nanjing adotou equipamentos de corte a laser, reduzindo significativamente a perda de material e melhorando a eficiência da produção. Por exemplo, um lingote de SiC de 20 mm pode produzir mais de 50 wafers usando a tecnologia de corte a laser, em comparação com 30 wafers de 350 mícrons produzidos pela tecnologia tradicional de serra de fio. Depois de otimizar as características geométricas do wafer, a espessura de um único wafer pode ser reduzida para 200 mícrons, permitindo que um único lingote produza mais de 80 wafers.
Além disso, o equipamento de corte a laser desenvolvido pela Universidade de Nanjing também apresenta uma vantagem significativa no tempo de corte. O tempo de corte de fatia única de um lingote de carboneto de silício semi-isolante/condutor de 6-polegadas não excede 15 minutos, e a produção anual de um único dispositivo pode atingir mais de 30{4}} peças. A perda por peça é efetivamente controlada, com a perda de um lingote de carboneto de silício semi-isolante controlado dentro de 30 mícrons e tipo condutivo dentro de 60 mícrons, aumentando a taxa de rendimento em mais de 50%.
Em termos de perspectivas de aplicação no mercado, o equipamento de corte a laser de carboneto de silício em grande escala se tornará o equipamento principal para fatiar lingotes de carboneto de silício de 8-polegadas no futuro. Atualmente, apenas o Japão pode fornecer esse tipo de equipamento, que é caro e está embargado à China. A demanda doméstica ultrapassa 1,{3}} unidades, e o equipamento desenvolvido pela Universidade de Nanjing pode ser usado não apenas para corte de lingotes de carboneto de silício e desbaste de wafer, mas também para processamento a laser de materiais como nitreto de gálio, óxido de gálio e diamante , mostrando amplas perspectivas de aplicação no mercado.
