الجيل الثالث من كربيد السيليكون لأشباه الموصلات الناشئة، هل يمكن تطبيقه على عملية قطع الرقاقات الجديدة؟

مع التطور السريع لتكنولوجيا المعلومات والطلب المتزايد على الأجهزة الإلكترونية عالية الكفاءة، فإن مواد أشباه الموصلات من الجيل الثالث المتمثلة في كربيد السيليكون (SiC) تظهر تدريجياً مع مزاياها في عرض فجوة النطاق، وثابت العزل الكهربائي، والتوصيل الحراري والحد الأقصى للتشغيل درجة حرارة. ومع ذلك، فإن كربيد السيليكون مادة صلبة وهشة نموذجية، وصلابته أعلى بكثير من مواد السيليكون التقليدية، وصلابة موس تصل إلى 9.2، في المرتبة الثانية بعد أصعب الماس في العالم، مما يجعل عملية تصنيع الرقاقة هناك تحديات معينة.

في الوقت الحاضر، تنقسم عملية تصنيع رقاقة كربيد السيليكون إلى: القطع - الطحن - التلميع - التنظيف، في كل مرحلة معالجة، هناك متطلبات معينة لتلف السطح وخشونته، والتي تعتبر عملية القطع هي العملية الأساسية لمعالجة رقاقة كربيد السيليكون المفردة، ستؤثر جودة المعالجة بشكل كبير على مستوى معالجة الطحن والتلميع اللاحق، ومن ثم تؤثر على أداء الشريحة. في الإنتاج الصناعي الحالي، كشفت طريقة القطع العامة متعددة الأسلاك لرقاقة كربيد السيليكون، مع التقدم المستمر للتكنولوجيا، والقطع بالليزر الموجه بالمياه، والقطع غير المرئي وغيرها من تقنيات القطع الجديدة عن الحافة.

تقنية القطع متعدد الخطوط

تكنولوجيا القطع متعدد الأسلاك هي تكنولوجيا قطع الرقاقات السائدة حاليًا، مقارنة بطريقة قطع شفرة المنشار السابقة، للتغلب على أوجه القصور المتمثلة في قطع رقاقة واحدة فقط في كل مرة. في الوقت الحاضر، وفقًا لمواد القطع، هناك طريقتان أساسيتان لقطع المنشار السلكي الكاشط الحر (قطع سلك الملاط) وقطع المنشار السلكي الماسي.

01 قطع منشار خط جلخ مجاني

تعتبر عملية قطع المنشار الخطي الكاشطة الحرة عملية معقدة لتفاعل المادة الكاشطة وقطعة العمل في خط القطع، وتتمثل آلية القطع في استخدام الحركة السريعة للمنشار الخطي لجلب الجزيئات الكاشطة في سائل القطع إلى مفصل المنشار، مدفوعة بواسطة ضغط وسرعة خط القطع، تستمر جزيئات الكشط الحرة في التدحرج في وصلة المنشار، وذلك لتحقيق قطع المواد. عندما يتم استخدام التكنولوجيا لقطع سبائك كربيد السيليكون، فإن الجزيئات الكاشطة التي تلعب دور المواد المتطورة لها تأثير كبير على تأثير القطع. نظرًا للصلابة العالية للغاية لكربيد السيليكون، يحتاج سائل القطع إلى استخدام مسحوق الماس الصغير كجزيئات كاشطة لتحقيق أغراض قطع أكثر كفاءة، ويلعب الملاط، باعتباره حامل الجزيئات الكاشطة، تشتتًا مستقرًا ويحرك حركة الجزيئات الكاشطة العالقة فيه. ولذلك، هناك متطلبات معينة للزوجة والسيولة.

02منشار قطع سلك الماس الموحد

بالمقارنة مع "المعالجة ثلاثية الأجسام" لقطع المنشار السلكي الكاشط الحر، فإن قطع المنشار السلكي الماسي الموحد ينتمي إلى "المعالجة ثنائية الجسم"، وكفاءة المعالجة الخاصة به أكبر بعدة مرات من قطع المنشار السلكي الكاشط الحر، ولها مزايا الشق الضيق والتلوث البيئي الصغير. ومع ذلك، عند استخدام هذه الطريقة لقطع المواد الصلبة والهشة مثل SiC، لا تزال هناك عيوب مثل طبقة التلف العميقة على سطح الرقاقة والتآكل السريع للمنشار السلكي. عندما يتم تآكل خط الماس بشكل خطير أثناء عملية قطع المنشار السلكي، فإنه سيؤثر بشكل كبير على عمر المنشار السلكي وصفحة التواء الرقاقة. ولذلك، فإن تكنولوجيا المنشار السلكي الماسي المدمج غير مناسبة لإنتاج رقاقة مفردة كبيرة الحجم ورقيقة للغاية من SiC.

تكنولوجيا جديدة لقطع الويفر بالليزر

في السنوات الأخيرة، مع التطوير المستمر لتكنولوجيا القطع بالليزر، أصبحت تقنية القطع غير التلامسية هذه أيضًا أكثر فأكثر في إنتاج ومعالجة مواد أشباه الموصلات، مثل التطبيق الناجح لتقنية القطع غير المرئية بالليزر لرقائق الياقوت والسيليكون، والتي يوفر حلاً جديدًا لتقنية قطع رقائق كربيد السيليكون (SiC). واشتقت مجموعة متنوعة من طرق معالجة رقائق كربيد السيليكون (SiC) المقطعة بالليزر.

01 تقنية القطع بالليزر الخفية

القطع بالليزر التقليدي هو طاقة الليزر التي تتركز على سطح المادة في فترة زمنية قصيرة جدًا، بحيث ينتمي التسامي الصلب وتبخر طريقة معالجة القطع الكاملة إلى تقنية معالجة الاستئصال بالليزر. مبدأ القطع الخفي بالليزر هو استخدام ليزر نبضي ذو طول موجي محدد من خلال سطح المادة للتركيز داخل المادة، وتوليد كثافة طاقة عالية في منطقة التركيز، وتشكيل امتصاص متعدد الفوتون، بحيث يتم الوصول إلى العمق المطلوب للقطع المواد لتشكيل طبقة معدلة. في الطبقة المعدلة، بسبب كسر الروابط الجزيئية للمادة، عندما يتم تطبيق الضغط بشكل عمودي على الطبقة المعدلة من الشريط، يتم تقسيم السبيكة إلى صفائح على طول مسار الكسر.

02 تقنية القطع بالليزر الموجهة بالماء

تقنية القطع بالليزر الموجهة بالماء، والمعروفة أيضًا باسم تقنية microjet بالليزر، مبدأها هو أنه عندما يمر الليزر عبر تجويف مائي متضمن الضغط، يتم تركيز شعاع الليزر على فوهة صغيرة جدًا، وعمود ماء عالي الضغط ناعم جدًا. يتم إخراجه من الفوهة. بسبب ظاهرة الانعكاس الكلي عند السطح البيني بين الماء والهواء، سيتم حصر الليزر في نفث ماء ناعم، ويتم توصيله وتركيزه من خلال نفث الماء. يتم بعد ذلك توجيه الليزر بواسطة نفاث مائي عالي الضغط لقطع سطح المادة المعالجة.

إن الركيزة الكبيرة الحجم من الكريستال الأحادي SiC هي اتجاه التطوير السائد في المستقبل، وقد حققت مؤسسات SiC المحلية الحالية نموًا شاملاً قدره 6 بوصات، وتتطور بسرعة في اتجاه 8 بوصات. في الوقت الحاضر، الطريقة الأكثر استخدامًا لتقطيع سبيكة كربيد السيليكون هي قطع الماس متعدد الأسلاك الموحد. عند قطع الرقاقات ذات الحجم الكبير، يكون سلك الماس المدمج عرضة للتآكل، مما له تأثير معين على جودة قطع الرقاقات. في السنوات الأخيرة، قدمت مجموعة متنوعة من تقنيات المعالجة بالليزر الجديدة، مثل القطع غير المرئي بالليزر والقطع بالليزر الموجه بالماء، حلولاً موثوقة لتكنولوجيا القطع لرقائق كربيد السيليكون كبيرة الحجم مع مزايا جودة القطع العالية وتلف القطع المنخفض والارتفاع العالي. كفاءة.

تركز Fountyl Technologies PTE Ltd، على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، العارضة المربعة الخزفية، المغزل الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!