Q: Kini awọn imọ-ẹrọ akọkọ ti a lo ninu gige ati sisẹ wafer SiC?
A:Silikoni kabọidi (SiC) ní líle tó ga ju dáyámọ́ńdì lọ, a sì kà á sí ohun èlò tó le gan-an tó sì lè fọ́. Ìlànà gígé, èyí tó ní í ṣe pẹ̀lú gígé àwọn kírísítálì tó dàgbà sí àwọn wáfárì tín-tín, máa ń gba àkókò, ó sì máa ń jẹ́ kí wọ́n gé. Gẹ́gẹ́ bí ìgbésẹ̀ àkọ́kọ́ nínúSiCBí a ṣe ń ṣe iṣẹ́ kírísítà kan ṣoṣo, dídára gígé náà ní ipa pàtàkì lórí lílọ, dídán, àti fífẹ́ tín-ín-rín lẹ́yìn náà. Gígé sábà máa ń fa ìfọ́ ojú ilẹ̀ àti ìsàlẹ̀ ilẹ̀, ó ń mú kí ìwọ̀n ìfọ́ wafer pọ̀ sí i àti iye owó ìṣelọ́pọ́. Nítorí náà, ṣíṣàkóso ìbàjẹ́ ìfọ́ ojú ilẹ̀ nígbà tí a bá ń gé e jẹ́ pàtàkì sí ìlọsíwájú iṣẹ́ ẹ̀rọ SiC.
Àwọn ọ̀nà gígé SiC tí a ròyìn lọ́wọ́lọ́wọ́ ní nínú gígé tí a fi ṣe àtúnṣe, tí a kò fi ṣe àtúnṣe, gígé lésà, gígé ìpele (ìyàtọ̀ tútù), àti gígé ìtújáde iná mànàmáná. Láàrín ìwọ̀nyí, gígé oní-wáyà púpọ̀ pẹ̀lú àwọn abrasives diamond tí a ti ṣe àtúnṣe ni ọ̀nà tí a sábà máa ń lò jùlọ fún ṣíṣe àwọn kirisita SiC kan ṣoṣo. Síbẹ̀síbẹ̀, bí ìwọ̀n ingot ṣe dé 8 ínṣì àti jù bẹ́ẹ̀ lọ, gígé oní-wáyà ìbílẹ̀ kò fi bẹ́ẹ̀ wúlò nítorí àwọn ìbéèrè ohun èlò gíga, owó tí a ń ná, àti iṣẹ́ ọnà tí kò dára. Àìní kíákíá wà fún àwọn ìmọ̀-ẹ̀rọ gígé oní-owó díẹ̀, pípadánù díẹ̀, àti lílo agbára gíga.
Q: Àwọn àǹfààní wo ni gígé lésà lórí gígé oní-wáyà onígbàlódé?
A: Igi waya ibile ti a fi webi geIngot SiCNí ìtọ́sọ́nà pàtó kan sí àwọn ege tí ó nípọn tó tó ọgọ́rùn-ún máíkrónù. Lẹ́yìn náà, a ó fi àwọn ohun èlò díámọ́ǹdì lọ̀ àwọn ege náà láti mú àwọn àmì gígún àti ìbàjẹ́ inú ilẹ̀ kúrò, lẹ́yìn náà a ó fi ìpara kẹ́míkà (CMP) lọ̀ wọ́n láti ṣe àgbékalẹ̀ gbogbo ayé, a ó sì tún fọ̀ wọ́n mọ́ láti gba àwọn ṣẹ́ẹ̀tì SiC.
Sibẹsibẹ, nitori lile giga ati rirọ ti SiC, awọn igbesẹ wọnyi le fa irẹwẹsi, fifọ, ilosoke awọn oṣuwọn fifọ, awọn idiyele iṣelọpọ giga, ati ja si rirọ oju ilẹ giga ati idoti (eruku, omi idọti, ati bẹbẹ lọ). Ni afikun, gige waya lọra ati pe ko ni eso kekere. Awọn iṣiro fihan pe gige onirin pupọ ibile ṣe aṣeyọri nipa 50% lilo ohun elo nikan, ati pe o to 75% ti ohun elo naa ni a sọnu lẹhin didan ati lilọ. Awọn data iṣelọpọ ajeji ni ibẹrẹ fihan pe o le gba to ọjọ 273 ti iṣelọpọ wakati 24 nigbagbogbo lati ṣe awọn wafer 10,000 - ti o gba akoko pupọ.
Ní gbogbo orílẹ̀-èdè, ọ̀pọ̀ ilé-iṣẹ́ ìdàgbàsókè kírísítà SiC ló ń fojú sí bí a ṣe lè mú kí agbára iná mànàmáná pọ̀ sí i. Síbẹ̀síbẹ̀, dípò kí a kàn máa mú kí iṣẹ́ náà pọ̀ sí i, ó ṣe pàtàkì láti ronú nípa bí a ṣe lè dín àdánù kù—ní pàtàkì nígbà tí ìdàgbàsókè kírísítà kò bá tíì dára tó.
Àwọn ohun èlò gígé léésà lè dín àdánù ohun èlò kù ní pàtàkì, kí ó sì mú kí ìṣẹ̀dá pọ̀ sí i. Fún àpẹẹrẹ, lílo 20 mm kan ṣoṣoIngot SiC: Gígé wáyà lè mú nǹkan bí 30 wáyà tí ó ní ìwọ̀n 350 μm. Gígé lésà lè mú ju 50 wáyà lọ. Tí ìwọ̀n fáfà bá dínkù sí 200 μm, a lè ṣe wáyà tí ó ju 80 wáyà láti inú ingot kan náà. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a ń lo gígé wáyà fún àwọn wáyà tí ó tó 6 ínṣì tàbí kí ó kéré sí i, gígé ingot SiC 8 ínṣì lè gba ọjọ́ 10–15 pẹ̀lú àwọn ọ̀nà ìbílẹ̀, èyí tí ó nílò àwọn ohun èlò gíga àti pé ó ń ná owó gíga pẹ̀lú ìnáwó díẹ̀. Lábẹ́ àwọn ipò wọ̀nyí, àwọn àǹfààní gígé lésà di kedere, èyí tí ó sọ ọ́ di ìmọ̀-ẹ̀rọ ọjọ́ iwájú fún àwọn wáyà tí ó tó 8 ínṣì.
Pẹ̀lú gígé lésà, àkókò gígé fún wafer 8-inch lè wà lábẹ́ ìṣẹ́jú 20, pẹ̀lú pípadánù ohun èlò fún wafer kọ̀ọ̀kan lábẹ́ 60 μm.
Ni ṣoki, ni akawe pẹlu gige onirin pupọ, gige lesa n funni ni iyara ti o ga julọ, ikore ti o dara julọ, pipadanu ohun elo ti o kere si, ati ṣiṣe mimọ.
Q: Kini awọn italaya imọ-ẹrọ akọkọ ninu gige laser SiC?
A: Ilana gige lesa naa ni awọn igbesẹ akọkọ meji: iyipada lesa ati pipin wafer.
Kókó pàtàkì ìyípadà lésà ni ìrísí ìtànṣán àti ìṣàtúnṣe pàrámítà. Àwọn pàrámítà bíi agbára lésà, ìwọ̀n ìlà, àti iyára ìṣàyẹ̀wò gbogbo wọn ní ipa lórí dídára ìfọ́ ohun èlò àti àṣeyọrí ìpínyà wáfà tí ó tẹ̀lé e. Ìrísí agbègbè tí a yípadà ń pinnu àìlera ojú ilẹ̀ àti ìṣòro ìyàsọ́tọ̀. Ìfọ́ ojú ilẹ̀ gíga ń mú kí ìfọ́ nígbà tí ó bá yá díjú, ó sì ń mú kí pípadánù ohun èlò pọ̀ sí i.
Lẹ́yìn àtúnṣe, ìyàsọ́tọ̀ wafer sábà máa ń wáyé nípasẹ̀ agbára ìgé irun, bíi ìfọ́ tútù tàbí ìdààmú ẹ̀rọ. Àwọn ètò kan nílé máa ń lo àwọn ohun èlò ìyípadà ultrasonic láti fa ìgbọ̀nsẹ̀ fún ìyàsọ́tọ̀, ṣùgbọ́n èyí lè fa ìfọ́ àti àbùkù etí, èyí tí yóò dín ìyọrísí ìkẹyìn kù.
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ìgbésẹ̀ méjèèjì yìí kò ṣòro rárá, àìdọ́gba nínú dídára kírísítà—nítorí onírúurú ìlànà ìdàgbàsókè, ìwọ̀n ìtọ́jú oògùn, àti ìpínkiri wàhálà inú—ní ipa pàtàkì lórí ìṣòro gígé, ìbísí, àti pípadánù ohun èlò. Wíwá àwọn agbègbè ìṣòro mọ̀ àti ṣíṣe àtúnṣe àwọn agbègbè ìwòran lésà lè má mú àwọn àbájáde sunwọ̀n síi.
Kókó pàtàkì sí gbígbà tí ó gbòòrò ni láti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ọ̀nà àti ohun èlò tuntun tí ó lè bá onírúurú ànímọ́ kristali mu láti ọ̀dọ̀ onírúurú àwọn olùpèsè, láti mú kí àwọn ìlànà iṣẹ́ sunwọ̀n síi, àti láti kọ́ àwọn ètò gígé laser pẹ̀lú ìlò gbogbogbò.
Q: Ṣe a le lo imọ-ẹrọ gige lesa si awọn ohun elo semiconductor miiran yatọ si SiC?
A:Imọ-ẹrọ gige lesa ti lo ni itan-akọọlẹ si ọpọlọpọ awọn ohun elo. Ninu awọn semiconductors, a kọkọ lo o fun gige wafer ati lati igba naa o ti gbooro si gige awọn kirisita nla kan.
Yàtọ̀ sí SiC, a tún lè lo gígé lésà fún àwọn ohun èlò líle tàbí tí ó bàjẹ́ bíi dáyámọ́ńdì, gallium nitride (GaN), àti gallium oxide (Ga₂O₃). Àwọn ìwádìí àkọ́kọ́ lórí àwọn ohun èlò wọ̀nyí ti fi hàn pé ó ṣeé ṣe àti àǹfààní gígé lésà fún àwọn ohun èlò semiconductor.
Q: Ǹjẹ́ àwọn ọjà ẹ̀rọ ìgé lésà tí ó ti dàgbà wà nílé lọ́wọ́lọ́wọ́? Ìpele wo ni ìwádìí rẹ wà?
A: Ohun èlò ìgé lésà SiC oníwọ̀n-ìwọ̀n ńlá ni a kà sí ohun èlò pàtàkì fún ọjọ́ iwájú iṣẹ́ ṣíṣe wafer SiC oníwọ̀n-ìwọ̀n 8. Lọ́wọ́lọ́wọ́, Japan nìkan ló lè pèsè irú àwọn ètò bẹ́ẹ̀, wọ́n sì wọ́n owó púpọ̀, wọ́n sì wà lábẹ́ àwọn ìdènà láti kó jáde.
A ṣírò pé ìbéèrè fún àwọn ẹ̀rọ ìgé/tín-ín-dín-ín nílé wa jẹ́ nǹkan bí ẹgbẹ̀rún kan ààbọ̀, ní ìbámu pẹ̀lú ètò ìṣelọ́pọ́ SiC àti agbára gígé wáyà tó wà tẹ́lẹ̀. Àwọn ilé-iṣẹ́ ńláńlá nílé ti fi owó púpọ̀ sí ìdàgbàsókè, ṣùgbọ́n kò sí ohun èlò tí ó ti dàgbà tí ó sì wà nílé wa tí ó ti dé ibi iṣẹ́ ìtajà.
Àwọn ẹgbẹ́ ìwádìí ti ń ṣe àgbékalẹ̀ ìmọ̀ ẹ̀rọ ìdènà lésà tí ó jẹ́ ti ara ẹni láti ọdún 2001, wọ́n sì ti fẹ̀ sí i sí gígé àti títẹ̀ lésà SíC oníwọ̀n-ìwọ̀n ńlá. Wọ́n ti ṣe àgbékalẹ̀ ètò àpẹẹrẹ àti àwọn ìlànà gígé tí ó lè: Gígé àti títẹ̀ lé àwọn wafers SiC oní-ìdáná 4–6 inch. Gígé àwọn ingots SiC oní-dáná 6–8 inch. Àwọn ìlànà ìṣe: 6–8 inch oní-dáná SiC: àkókò gígé 10–15 ìṣẹ́jú/wafer; pípadánù ohun èlò <30 μm6–8 inch oní-dáná SiC: àkókò gígé 14–20 ìṣẹ́jú/wafer; pípadánù ohun èlò <60 μm
Iṣiro ikore wafer pọ si nipasẹ diẹ sii ju 50%
Lẹ́yìn tí a bá gé àwọn wafer náà tán, wọ́n máa ń bá àwọn ìlànà orílẹ̀-èdè mu fún geometry lẹ́yìn tí a bá ti lọ̀ wọ́n tán àti tí a ti yọ́ wọn. Àwọn ìwádìí tún fi hàn pé àwọn ipa ooru tí lésà ń fà kò ní ipa pàtàkì lórí wahala tàbí geometry nínú àwọn wafer náà.
A ti lo ohun èlò kan náà láti fi hàn pé ó ṣeé ṣe láti gé àwọn kirisita onígun mẹ́ta bíi dáyámọ́ńdì, GaN, àti Ga₂O₃.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: May-23-2025