Recentemente, l'Università di Nanchino ha sviluppato con successo apparecchiature e tecnologie per il taglio laser su larga scala al carburo di silicio (SiC), segnando un progresso significativo nel campo delle apparecchiature per la lavorazione di materiali semiconduttori di terza generazione in Cina. Questa tecnologia non solo risolve il problema dell'elevata perdita di materiale nelle tecniche di taglio tradizionali, ma migliora anche significativamente l'efficienza produttiva, fornendo un contributo significativo allo sviluppo della tecnologia di produzione di dispositivi in carburo di silicio.
Il carburo di silicio (SiC), in quanto materiale strategico chiave, è fondamentale per la sicurezza della difesa nazionale, l’industria automobilistica globale e l’industria energetica. La nuova tecnologia sviluppata dall'Università di Nanchino ha apportato miglioramenti significativi alle prestazioni di taglio durante il processo di lavorazione del cristallo singolo di carburo di silicio. Può controllare efficacemente il danno superficiale del wafer, migliorando così il successivo livello di lavorazione di assottigliamento e lucidatura.
"La tradizionale tecnologia di taglio multifilo comporta un'elevata perdita di materiale e lunghi cicli di lavorazione durante la lavorazione del carburo di silicio, il che non solo aumenta i costi di produzione ma limita anche la capacità", ha spiegato il responsabile del progetto. Il tasso di utilizzo del materiale del metodo tradizionale nel collegamento di taglio è solo del 50% e la perdita di materiale dopo la lucidatura e la molatura arriva fino al 75%.
Per superare queste sfide, il team tecnico dell’Università di Nanchino ha adottato apparecchiature di taglio laser, riducendo significativamente la perdita di materiale e migliorando l’efficienza produttiva. Ad esempio, un lingotto SiC da 20 mm può produrre più di 50 wafer utilizzando la tecnologia di taglio laser, rispetto ai 30 wafer da 350 micron prodotti con la tradizionale tecnologia di taglio a filo. Dopo aver ottimizzato le caratteristiche geometriche del wafer, lo spessore di un singolo wafer può essere ridotto a 200 micron, consentendo a un singolo lingotto di produrre più di 80 wafer.
Inoltre, l'attrezzatura per il taglio laser sviluppata dall'Università di Nanchino presenta anche un vantaggio significativo in termini di tempi di taglio. Il tempo di taglio di una singola fetta di un lingotto di carburo di silicio semiisolante/conduttivo da 6-pollici non supera i 15 minuti e la produzione annuale di un singolo dispositivo può raggiungere più di 30,000 pezzi. La perdita per pezzo è efficacemente controllata, con la perdita di un lingotto di carburo di silicio semi-isolante controllata entro 30 micron e di tipo conduttivo entro 60 micron, aumentando il tasso di resa di oltre il 50%.
In termini di prospettive di applicazione del mercato, le apparecchiature per il taglio laser del carburo di silicio su larga scala diventeranno in futuro le apparecchiature principali per il taglio dei lingotti di carburo di silicio da 8-pollici. Al momento, solo il Giappone può fornire tali apparecchiature, che sono costose e soggette a embargo nei confronti della Cina. La domanda interna supera 1,000 unità e l'attrezzatura sviluppata dall'Università di Nanchino può essere utilizzata non solo per il taglio di lingotti di carburo di silicio e l'assottigliamento dei wafer, ma anche per la lavorazione laser di materiali come nitruro di gallio, ossido di gallio e diamante , mostrando ampie prospettive di applicazione del mercato.
