T: Waɗanne manyan fasahohi ne ake amfani da su wajen yankewa da sarrafa SiC wafer?
A:Silicon carbide (SiC) yana da tauri fiye da lu'u-lu'u kuma ana ɗaukarsa a matsayin abu mai tauri da karyewa. Tsarin yankewa, wanda ya haɗa da yanke lu'ulu'u da aka girma zuwa siraran wafers, yana ɗaukar lokaci kuma yana iya yin guntu. A matsayin mataki na farko a cikinSiCTsarin sarrafa lu'ulu'u guda ɗaya, ingancin yankawa yana tasiri sosai ga niƙa, gogewa, da kuma rage sirara daga baya. Yanka sau da yawa yakan haifar da fasawar saman da ƙasa, yana ƙara yawan karyewar wafer da farashin samarwa. Saboda haka, sarrafa lalacewar fasawar saman yayin yankawa yana da mahimmanci don haɓaka ƙera na'urar SiC.
Hanyoyin yanka SiC da aka ruwaito a halin yanzu sun haɗa da yankewa mai kauri, yankewa mai sauƙi, yanke laser, canja wurin yadudduka (rabawa mai sanyi), da yanke fitarwa ta lantarki. Daga cikin waɗannan, yankewa mai waya da yawa tare da goge lu'u-lu'u mai kauri shine hanyar da aka fi amfani da ita don sarrafa lu'ulu'u guda ɗaya na SiC. Duk da haka, yayin da girman ingot ya kai inci 8 zuwa sama, yanke waya na gargajiya ya zama ba shi da amfani saboda yawan buƙatun kayan aiki, farashi, da ƙarancin inganci. Akwai buƙatar gaggawa don fasahar yankewa mai araha, mai ƙarancin asara, da inganci.
T: Menene fa'idodin yanka laser akan yanke waya da yawa na gargajiya?
A: Wayar gargajiya tana yankewaSiC ingotA wani takamaiman alkibla, a yanka su da kauri mai girman microns dari da yawa. Sannan a niƙa yanka da lu'u-lu'u don cire alamun yanke da lalacewar ƙasa, sannan a goge su da sinadarai na injiniyanci (CMP) don cimma daidaiton duniya, sannan a ƙarshe a tsaftace su don samun wafers na SiC.
Duk da haka, saboda tsananin tauri da karyewar SiC, waɗannan matakan na iya haifar da karkacewa cikin sauƙi, fashewa, ƙaruwar karyewar kayayyaki, hauhawar farashin samarwa, da kuma haifar da tsatsa da gurɓatawa mai yawa (ƙura, ruwan sharar gida, da sauransu). Bugu da ƙari, yanke waya yana da jinkiri kuma yana da ƙarancin yawan amfanin ƙasa. Kiyasi ya nuna cewa yanke waya da yawa na gargajiya yana cimma kusan kashi 50% kawai na amfani da kayan, kuma har zuwa kashi 75% na kayan yana ɓacewa bayan gogewa da niƙawa. Bayanan farko na samarwa daga ƙasashen waje sun nuna cewa zai iya ɗaukar kimanin kwanaki 273 na ci gaba da samarwa na awanni 24 don samar da wafers 10,000 - wanda ke ɗaukar lokaci mai tsawo.
A cikin gida, yawancin kamfanonin haɓaka lu'ulu'u na SiC suna mai da hankali kan ƙara ƙarfin wutar lantarki. Duk da haka, maimakon faɗaɗa yawan aiki kawai, ya fi muhimmanci a yi la'akari da yadda za a rage asara—musamman lokacin da yawan amfanin lu'ulu'u bai kai yadda ya kamata ba tukuna.
Kayan aikin yanke laser na iya rage asarar kayan aiki sosai da kuma inganta yawan amfanin ƙasa. Misali, amfani da 20 mm guda ɗayaSiC ingot: Wayar yanke waya na iya samar da wafers kusan 30 na kauri μm 350. Yankan laser na iya samar da wafers sama da 50. Idan kauri wafer ya ragu zuwa μm 200, za a iya samar da wafers sama da 80 daga ingot iri ɗaya. Duk da cewa ana amfani da water yanke waya sosai don wafers masu inci 6 ko ƙasa da haka, yanke ingot na SiC mai inci 8 na iya ɗaukar kwanaki 10-15 tare da hanyoyin gargajiya, yana buƙatar kayan aiki masu inganci kuma yana haifar da farashi mai yawa tare da ƙarancin inganci. A ƙarƙashin waɗannan yanayi, fa'idodin yanke laser sun bayyana, wanda hakan ya sa ya zama babban fasaha ta gaba ga wafers masu inci 8.
Tare da yanke laser, lokacin yankawa a kowace wafer mai inci 8 zai iya zama ƙasa da minti 20, tare da asarar kayan a kowace wafer ƙasa da 60 μm.
A taƙaice, idan aka kwatanta da yanke waya da yawa, yanke laser yana ba da saurin gudu, ingantaccen yawan amfanin ƙasa, ƙarancin asarar kayan aiki, da kuma sarrafa tsaftacewa.
T: Menene manyan ƙalubalen fasaha a cikin yanke laser SiC?
A: Tsarin yanke laser ya ƙunshi manyan matakai guda biyu: gyaran laser da rabuwar wafer.
Babban gyaran laser shine siffanta haske da inganta sigogi. Sigogi kamar ƙarfin laser, diamita tabo, da saurin scan duk suna shafar ingancin cire kayan da kuma nasarar rabuwar wafer mai zuwa. Tsarin yankin da aka gyara yana ƙayyade ƙaiƙayin saman da wahalar rabuwa. Babban ƙaiƙayin saman yana rikitar da niƙa daga baya kuma yana ƙara asarar kayan.
Bayan gyara, rabuwar wafer yawanci ana samun ta ne ta hanyar ƙarfin yankewa, kamar karyewar sanyi ko matsin lamba na inji. Wasu tsarin gida suna amfani da na'urorin lantarki na ultrasonic don haifar da girgiza don rabuwa, amma wannan na iya haifar da guntu da lahani na gefen, wanda ke rage yawan amfanin ƙarshe.
Duk da cewa waɗannan matakai biyu ba su da wahala a zahiri, rashin daidaito a cikin ingancin lu'ulu'u - saboda hanyoyin girma daban-daban, matakan shan ƙwayoyi, da rarraba damuwa na ciki - suna da tasiri sosai ga wahalar yankewa, yawan amfanin ƙasa, da asarar kayan aiki. Gano wuraren matsala da daidaita wuraren duba laser ba lallai bane ya inganta sakamako sosai.
Mabuɗin ɗaukar wannan fasahar ya ta'allaka ne a cikin haɓaka hanyoyi da kayan aiki masu ƙirƙira waɗanda za su iya daidaitawa da nau'ikan halaye daban-daban na lu'ulu'u daga masana'antun daban-daban, inganta sigogin tsari, da kuma gina tsarin yanke laser tare da amfani na duniya baki ɗaya.
T: Za a iya amfani da fasahar yanke laser a wasu kayan semiconductor banda SiC?
A: An yi amfani da fasahar yanke laser a tarihi a kan kayayyaki iri-iri. A cikin semiconductors, da farko ana amfani da ita don yanke wafer kuma tun daga lokacin ta faɗaɗa zuwa yanka manyan lu'ulu'u guda ɗaya.
Bayan SiC, ana iya amfani da yanke laser don wasu kayan aiki masu tauri ko masu karyewa kamar lu'u-lu'u, gallium nitride (GaN), da gallium oxide (Ga₂O₃). Nazarin farko kan waɗannan kayan ya nuna yuwuwar da fa'idodin yanke laser don aikace-aikacen semiconductor.
T: Akwai kayayyakin kayan aikin yanka laser na gida da suka girma a halin yanzu? A wane mataki bincikenku yake a kai?
A: Kayan aikin yanka laser na SiC mai girman diamita ana ɗaukar su a matsayin kayan aiki na gaba don samar da wafer SiC mai inci 8. A halin yanzu, Japan ce kawai za ta iya samar da irin waɗannan tsarin, kuma suna da tsada kuma suna ƙarƙashin ƙuntatawa na fitarwa.
Ana kiyasta cewa buƙatar tsarin yanke/rage laser a cikin gida ya kai kusan raka'a 1,000, bisa ga tsare-tsaren samar da SiC da ƙarfin yanke waya da ake da su a yanzu. Manyan kamfanonin cikin gida sun zuba jari sosai a fannin haɓakawa, amma babu kayan aikin cikin gida da suka girma, waɗanda ake samu a kasuwa har yanzu da suka kai ga tura masana'antu.
Ƙungiyoyin bincike sun kasance suna haɓaka fasahar ɗaga laser ta mallakarsu tun daga 2001 kuma yanzu sun faɗaɗa wannan zuwa yankewa da rage siraran laser SiC mai girman diamita. Sun ƙirƙiro tsarin samfuri da hanyoyin yankewa waɗanda zasu iya: Yankewa da rage siraran wafers SiC mai inci 4-6 Yanka inci 6-8 mai ɗaukar siraran SiC Ma'aunin aiki: inci 6-8 mai ɗaukar siraran SiC: lokacin yankewa minti 10-15/wafer; asarar abu <30 μm6-8 mai ɗaukar siraran SiC: lokacin yankewa minti 14-20/wafer; asarar abu <60 μm
An kiyasta yawan amfanin wafer da aka samu ya karu da sama da kashi 50%
Bayan yankewa, wafers ɗin sun cika ƙa'idodin ƙasa na lissafi bayan niƙawa da gogewa. Bincike ya kuma nuna cewa tasirin zafi da laser ke haifarwa ba ya yin tasiri sosai ga damuwa ko yanayin ƙasa a cikin wafers ɗin.
An kuma yi amfani da irin wannan kayan aikin don tabbatar da yuwuwar yanke lu'ulu'u guda ɗaya, GaN, da Ga₂O₃.
Lokacin Saƙo: Mayu-23-2025