Grootformaat laser-dicingapparatuur: kerntechnologie voor toekomstige 8-inch SiC-wafers

Siliciumcarbide (SiC) vertegenwoordigt niet alleen een cruciale technologie voor de nationale defensie, maar is ook een belangrijke focus voor de wereldwijde auto- en energie-industrie. Als de eerste verwerkingsstap voor SiC-monokristallijne materialen bepaalt de kwaliteit van het wafer-dicing fundamenteel de daaropvolgende dunner- en polijstprestaties. Conventionele snijprocessen genereren vaak oppervlakte-/onderoppervlaktescheuren, waardoor de breukpercentages en productiekosten toenemen. Daarom is het beheersen van oppervlakschade door scheuren cruciaal voor het bevorderen van de SiC-apparaatproductietechnologie.

ZMSH's wafer-verdunningsapparatuur

Het huidige SiC-ingot-dicing staat voor twee grote uitdagingen:

1. Hoge materiaalverlies in traditioneel multi-draadzagen.Vanwege de extreme hardheid en broosheid van SiC, ondervinden snij-/slijp-/polijstprocessen ernstige kromtrekkings- en scheurproblemen. Gegevens van Infineon tonen aan dat traditioneel diamantdraadzagen slechts 50% materiaalbenutting bereikt tijdens het snijden, met een totaal verlies van 75% (∼250μm per wafer) na het polijsten.
2. Langdurige verwerkingscycli en lage doorvoer.Internationale productiestatistieken geven aan dat 10.000 wafers ∼273 dagen continu gebruik vereisen. Om aan de marktvraag te voldoen, zijn massale draagzaaginstallaties nodig, terwijl er sprake is van een hoge oppervlakteruwheid en ernstige vervuiling (slurry-afval, afvalwater).

Om deze uitdagingen aan te pakken, heeft het team van prof. Xiangqian Xiu van de Universiteit van Nanjing grootformaat laser-dicingapparatuur ontwikkeld die het materiaalverlies aanzienlijk vermindert en de productiviteit verbetert. Voor een 20 mm SiC-ingot verdubbelt de lasertechnologie de opbrengst in vergelijking met draadzagen. Bovendien vertonen lasergesneden wafers superieure geometrische kenmerken, waardoor een dikte van 200μm mogelijk is voor verdere opbrengstverhoging.

De concurrentievoordelen van dit project zijn onder meer:

• Voltooide prototype-ontwikkeling voor 4-6" semi-isolerende SiC-wafer-dicing/verdunning
• Bereikte 6" geleidende SiC-ingot-snijden
• Lopende 8" ingot-dicing-verificatie
• Beschikt over 50% kortere verwerkingstijd, hogere jaarlijkse doorvoer en<50μm materiaalverlies per wafer

Marktanalyse bevestigt deze apparatuur als de toekomstige kernoplossing voor 8" SiC-productie. Momenteel afhankelijk van dure Japanse importen met embargo-risico's, overtreft de binnenlandse vraag in China 1.000 eenheden zonder volwassen lokale alternatieven. De innovatie van de Universiteit van Nanjing heeft dus een aanzienlijk commercieel potentieel, met aanvullende toepassingen in GaN, Ga₂O₃ en diamantverwerking.

ZMSH is gespecialiseerd in het leveren van uitgebreide SiC-oplossingen en biedt 2-12 inch SiC-substraten, waaronder 4H/6H-N-type, 4H-semi-isolerend en 4H/6H-3C-polytypen met aanpasbare diktes. We leveren ook complete SiC-productieapparatuur, van kristalgroeisystemen tot geavanceerde waferverwerkingsmachines, waaronder lasersnij- en verdunningsapparatuur, en leveren end-to-end oplossingen voor de halfgeleiderindustrie.

ZMSH's SiC-substraat 4H-N-type