तीसरी पीढ़ी का सेमीकंडक्टर सिलिकॉन कार्बाइड उभर रहा है, जिसे नई वेफर काटने की प्रक्रिया में लागू किया जा सकता है?

सूचना प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास और उच्च दक्षता वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की बढ़ती मांग के साथ, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) द्वारा प्रस्तुत तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री धीरे-धीरे बैंड गैप चौड़ाई, ढांकता हुआ स्थिरांक, तापीय चालकता और अधिकतम संचालन में अपने फायदे के साथ उभर रही है। तापमान। हालाँकि, सिलिकॉन कार्बाइड एक विशिष्ट कठोर और भंगुर सामग्री है, इसकी कठोरता पारंपरिक सिलिकॉन सामग्री की तुलना में बहुत अधिक है, मोहस कठोरता 9.2 तक है, जो दुनिया के सबसे कठोर हीरे के बाद दूसरे स्थान पर है, जिससे इसकी वेफर निर्माण प्रक्रिया में कुछ चुनौतियाँ होती हैं।

वर्तमान में, सिलिकॉन कार्बाइड वेफर की विनिर्माण प्रक्रिया को विभाजित किया गया है: काटना - पीसना - पॉलिश करना - सफाई करना, प्रत्येक प्रसंस्करण चरण में, सतह की क्षति और खुरदरापन के लिए कुछ आवश्यकताएं होती हैं, जो सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल वेफर प्रसंस्करण की प्राथमिक प्रक्रिया के रूप में काटती हैं, इसकी प्रसंस्करण गुणवत्ता बाद के पीसने, पॉलिशिंग प्रसंस्करण स्तर को बहुत प्रभावित करेगी, और फिर चिप के प्रदर्शन को प्रभावित करेगी। वर्तमान औद्योगिक उत्पादन में, सिलिकॉन कार्बाइड वेफर सामान्य मल्टी-वायर कटिंग विधि, प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, जल-निर्देशित लेजर कटिंग, अदृश्य कटिंग और अन्य नई कटिंग तकनीक ने भी बढ़त का खुलासा किया है।

मल्टी-लाइन कटिंग तकनीक

मल्टी-वायर कटिंग तकनीक एक समय में केवल एक वेफर काटने की कमियों को दूर करने के लिए, पिछले आरा ब्लेड काटने के तरीके की तुलना में वर्तमान मुख्यधारा की वेफर कटिंग तकनीक है। वर्तमान में, काटने की सामग्री के अनुसार, मुख्य रूप से मुक्त अपघर्षक तार काटने (मोर्टार तार काटने) और हीरे के तार काटने के दो तरीके हैं।

01 निःशुल्क अपघर्षक लाइन आरी कटिंग

मुक्त अपघर्षक लाइन सॉ कटिंग मशीनिंग, कटिंग लाइन में अपघर्षक और वर्कपीस की परस्पर क्रिया की एक जटिल प्रक्रिया है, कटिंग तंत्र को काटने वाले तरल पदार्थ में अपघर्षक कणों को आरा जोड़ में लाने के लिए लाइन आरा की तीव्र गति का उपयोग करना है, जो इसके द्वारा संचालित होता है। काटने की रेखा के दबाव और गति से, मुक्त अपघर्षक कण आरी के जोड़ में लुढ़कते रहते हैं, ताकि सामग्री की कटाई हो सके। जब सिलिकॉन कार्बाइड सिल्लियों को काटने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जाता है, तो अत्याधुनिक सामग्री की भूमिका निभाने वाले अपघर्षक कण काटने के प्रभाव पर बहुत प्रभाव डालते हैं। सिलिकॉन कार्बाइड की अत्यधिक उच्च कठोरता के कारण, काटने वाले तरल पदार्थ को अधिक कुशल काटने के उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए अपघर्षक कणों के रूप में हीरे के माइक्रो-पाउडर का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, और मोर्टार, अपघर्षक कणों के वाहक के रूप में, एक स्थिर फैलाव निभाता है और चलाता है इसमें निलंबित अपघर्षक कणों की गति। इसलिए, इसकी चिपचिपाहट और तरलता के लिए कुछ आवश्यकताएँ हैं।

02समेकित हीरे के तार को काटने वाली आरी

मुक्त अपघर्षक तार आरा काटने के "तीन-बॉडी प्रसंस्करण" की तुलना में, समेकित हीरे के तार आरा काटने का संबंध "दो-शरीर प्रसंस्करण" से है, और इसकी प्रसंस्करण दक्षता मुक्त अपघर्षक तार आरा काटने की तुलना में कई गुना अधिक है, और इसमें है संकीर्ण भट्ठा और छोटे पर्यावरण प्रदूषण के लाभ। हालाँकि, जब SiC जैसी कठोर भंगुर सामग्री को काटने के लिए इस विधि का उपयोग किया जाता है, तब भी वेफर की सतह पर गहरी क्षति परत और तार आरी के तेजी से घिसाव जैसी कमियाँ होती हैं। जब तार आरी की काटने की प्रक्रिया के दौरान हीरे की लाइन गंभीर रूप से खराब हो जाती है, तो यह तार आरी के जीवन और वेफर के वॉरपेज को बहुत प्रभावित करेगी। इसलिए, समेकित हीरा अपघर्षक तार आरा तकनीक अल्ट्रा-पतली बड़े आकार के SiC सिंगल वेफर के उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं है।

नई लेजर वेफर काटने की तकनीक

हाल के वर्षों में, लेजर कटिंग तकनीक के निरंतर विकास के साथ, यह गैर-संपर्क कटिंग तकनीक अर्धचालक सामग्रियों के उत्पादन और प्रसंस्करण में भी अधिक से अधिक है, जैसे कि नीलमणि और सिलिकॉन वेफर्स के लिए लेजर अदृश्य कटिंग तकनीक का सफल अनुप्रयोग, जो सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) वेफर कटिंग तकनीक के लिए एक नया समाधान प्रदान करता है। और लेजर कटिंग सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) वेफर प्रसंस्करण विधियों की एक किस्म प्राप्त की।

01 स्टील्थ लेजर कटिंग तकनीक

पारंपरिक लेजर कटिंग बहुत ही कम समय में लेजर ऊर्जा को सामग्री की सतह पर केंद्रित करती है, ताकि ठोस उर्ध्वपातन, पूर्ण कटिंग प्रसंस्करण विधि का वाष्पीकरण, लेजर एब्लेशन प्रसंस्करण तकनीक से संबंधित हो। लेजर स्टील्थ कटिंग का सिद्धांत सामग्री के अंदर ध्यान केंद्रित करने के लिए सामग्री की सतह के माध्यम से एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य स्पंदित लेजर का उपयोग करना है, फोकस क्षेत्र में एक उच्च ऊर्जा घनत्व उत्पन्न करना, एक बहु-फोटॉन अवशोषण बनाना, ताकि आवश्यक गहराई हो सके एक संशोधित परत बनाने के लिए सामग्री। संशोधित परत पर, क्योंकि सामग्री के आणविक बंधन टूट जाते हैं, जब पट्टी की संशोधित परत पर लंबवत दबाव डाला जाता है, तो पिंड दरार ट्रैक के साथ शीटों में विभाजित हो जाता है।

02 जल निर्देशित लेजर कटिंग तकनीक

जल-निर्देशित लेजर कटिंग तकनीक, जिसे लेजर माइक्रोजेट तकनीक के रूप में भी जाना जाता है, इसका सिद्धांत यह है कि जब लेजर एक दबाव-मॉड्यूलेटेड जल ​​गुहा से गुजरता है, तो लेजर बीम एक बहुत छोटे नोजल और एक बहुत ही महीन उच्च दबाव वाले पानी के स्तंभ पर केंद्रित होता है। नोजल से बाहर निकाल दिया जाता है। पानी और हवा के बीच इंटरफेस पर कुल प्रतिबिंब घटना के कारण, लेजर को एक अच्छे पानी के जेट में सीमित किया जाएगा, और पानी के जेट के माध्यम से संचालित और केंद्रित किया जाएगा। फिर लेजर को संसाधित सामग्री की सतह पर काटने के लिए एक उच्च दबाव वाले पानी के जेट द्वारा निर्देशित किया जाता है।

बड़े आकार का एकल क्रिस्टल SiC सब्सट्रेट भविष्य में मुख्यधारा के विकास की प्रवृत्ति है, वर्तमान घरेलू मुख्यधारा SiC उद्यमों ने मूल रूप से 6 इंच की व्यापक वृद्धि हासिल की है, 8 इंच की दिशा में तेजी से विकास कर रहा है। वर्तमान में, सिलिकॉन कार्बाइड पिंड को काटने के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि समेकित डायमंड मल्टी-वायर कटिंग है। बड़े आकार के वेफर्स को काटते समय, समेकित हीरे के तार के घिसने का खतरा होता है, जिसका वेफर्स की काटने की गुणवत्ता पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। हाल के वर्षों में, लेजर अदृश्य कटिंग और जल-निर्देशित लेजर कटिंग जैसी कई नई लेजर प्रसंस्करण तकनीकों ने उच्च कटिंग गुणवत्ता, कम कटिंग क्षति और उच्च के फायदे के साथ बड़े आकार के सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्स की कटिंग तकनीक के लिए विश्वसनीय समाधान प्रदान किए हैं। क्षमता।

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