સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) એ માત્ર રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ માટે એક મહત્વપૂર્ણ ટેકનોલોજી જ નથી, પરંતુ વૈશ્વિક ઓટોમોટિવ અને ઉર્જા ઉદ્યોગો માટે એક મહત્વપૂર્ણ સામગ્રી પણ છે. SiC સિંગલ-ક્રિસ્ટલ પ્રોસેસિંગમાં પ્રથમ મહત્વપૂર્ણ પગલા તરીકે, વેફર સ્લાઇસિંગ અનુગામી પાતળા અને પોલિશિંગની ગુણવત્તા સીધી રીતે નક્કી કરે છે. પરંપરાગત સ્લાઇસિંગ પદ્ધતિઓ ઘણીવાર સપાટી અને સપાટીની નીચે તિરાડો રજૂ કરે છે, જેનાથી વેફર તૂટવાનો દર અને ઉત્પાદન ખર્ચમાં વધારો થાય છે. તેથી, SiC ઉપકરણ ઉત્પાદનને આગળ વધારવા માટે સપાટીના તિરાડના નુકસાનને નિયંત્રિત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે.
હાલમાં, SiC ઇન્ગોટ સ્લાઇસિંગ બે મુખ્ય પડકારોનો સામનો કરે છે:
- પરંપરાગત મલ્ટી-વાયર સોઇંગમાં ઉચ્ચ સામગ્રીનું નુકસાન:SiC ની અતિશય કઠિનતા અને બરડપણું તેને કટીંગ, ગ્રાઇન્ડીંગ અને પોલિશિંગ દરમિયાન વાર્પિંગ અને ક્રેકીંગનું જોખમ બનાવે છે. ઇન્ફિનિયોનના ડેટા અનુસાર, પરંપરાગત રેસિપ્રોકેટિંગ ડાયમંડ-રેઝિન-બોન્ડેડ મલ્ટિ-વાયર સોઇંગ કટીંગમાં માત્ર 50% સામગ્રીનો ઉપયોગ પ્રાપ્ત કરે છે, પોલિશિંગ પછી કુલ સિંગલ-વેફર નુકસાન ~250 μm સુધી પહોંચે છે, જેનાથી ન્યૂનતમ ઉપયોગી સામગ્રી રહે છે.
- ઓછી કાર્યક્ષમતા અને લાંબા ઉત્પાદન ચક્ર:આંતરરાષ્ટ્રીય ઉત્પાદન આંકડા દર્શાવે છે કે 24 કલાક સતત મલ્ટી-વાયર સોઇંગનો ઉપયોગ કરીને 10,000 વેફરનું ઉત્પાદન કરવામાં ~273 દિવસ લાગે છે. આ પદ્ધતિમાં વ્યાપક સાધનો અને ઉપભોજ્ય વસ્તુઓની જરૂર પડે છે જ્યારે સપાટીની ખરબચડી અને પ્રદૂષણ (ધૂળ, ગંદુ પાણી) ઉત્પન્ન થાય છે.
આ મુદ્દાઓને ઉકેલવા માટે, નાનજિંગ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર ઝિયુ ઝિઆંગકિયાનની ટીમે SiC માટે ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા લેસર સ્લાઇસિંગ સાધનો વિકસાવ્યા છે, જે ખામીઓને ઘટાડવા અને ઉત્પાદકતા વધારવા માટે અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે. 20-mm SiC ઇન્ગોટ માટે, આ ટેકનોલોજી પરંપરાગત વાયર સોઇંગની તુલનામાં વેફર ઉપજને બમણી કરે છે. વધુમાં, લેસર-સ્લાઇસ્ડ વેફર્સ શ્રેષ્ઠ ભૌમિતિક એકરૂપતા દર્શાવે છે, જે પ્રતિ વેફર 200 μm સુધી જાડાઈ ઘટાડવા અને આઉટપુટમાં વધુ વધારો કરવા સક્ષમ બનાવે છે.
મુખ્ય ફાયદા:
- મોટા પાયે પ્રોટોટાઇપ સાધનો પર પૂર્ણ થયેલ સંશોધન અને વિકાસ, 4-6-ઇંચ અર્ધ-ઇન્સ્યુલેટીંગ SiC વેફર્સ અને 6-ઇંચ વાહક SiC ઇંગોટ્સને કાપવા માટે માન્ય.
- 8-ઇંચના પિંડ કાપવાની ચકાસણી ચાલી રહી છે.
- કાપણીનો સમય નોંધપાત્ર રીતે ઓછો, વાર્ષિક ઉત્પાદનમાં વધારો અને 50% થી વધુ ઉપજમાં સુધારો.
XKH નો SiC સબસ્ટ્રેટ પ્રકાર 4H-N
બજાર સંભાવના:
આ ઉપકરણ 8-ઇંચના SiC ઇન્ગોટ સ્લાઇસિંગ માટે મુખ્ય ઉકેલ બનવા માટે તૈયાર છે, હાલમાં જાપાની આયાતો દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે જેમાં ઊંચા ખર્ચ અને નિકાસ પ્રતિબંધો છે. લેસર સ્લાઇસિંગ/થિનિંગ સાધનોની સ્થાનિક માંગ 1,000 યુનિટથી વધુ છે, છતાં કોઈ પરિપક્વ ચાઇનીઝ-નિર્મિત વિકલ્પો અસ્તિત્વમાં નથી. નાનજિંગ યુનિવર્સિટીની ટેકનોલોજીમાં અપાર બજાર મૂલ્ય અને આર્થિક સંભાવના છે.
બહુ-મટીરિયલ સુસંગતતા:
SiC ઉપરાંત, આ ઉપકરણ ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ (GaN), એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ (Al₂O₃) અને હીરાની લેસર પ્રક્રિયાને ટેકો આપે છે, જે તેના ઔદ્યોગિક ઉપયોગોને વિસ્તૃત કરે છે.
SiC વેફર પ્રોસેસિંગમાં ક્રાંતિ લાવીને, આ નવીનતા ઉચ્ચ-પ્રદર્શન, ઉર્જા-કાર્યક્ષમ સામગ્રી તરફના વૈશ્વિક વલણો સાથે સંરેખિત થતી વખતે સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનમાં મહત્વપૂર્ણ અવરોધોને દૂર કરે છે.
નિષ્કર્ષ
સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) સબસ્ટ્રેટ ઉત્પાદનમાં ઉદ્યોગ અગ્રણી તરીકે, XKH નવા ઉર્જા વાહનો (NEVs), ફોટોવોલ્ટેઇક (PV) ઉર્જા સંગ્રહ અને 5G સંચાર જેવા ઉચ્ચ-વૃદ્ધિ ક્ષેત્રોને અનુરૂપ 2-12-ઇંચ પૂર્ણ-કદના SiC સબસ્ટ્રેટ્સ (4H-N/SEMI-પ્રકાર, 4H/6H/3C-પ્રકાર સહિત) પ્રદાન કરવામાં નિષ્ણાત છે. લાર્જ-ડાયમેન્શન વેફર લો-લોસ સ્લાઇસિંગ ટેકનોલોજી અને હાઇ-પ્રિસિઝન પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને, અમે 8-ઇંચ સબસ્ટ્રેટ્સનું મોટા પાયે ઉત્પાદન અને 12-ઇંચ વાહક SiC ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ટેકનોલોજીમાં સફળતા પ્રાપ્ત કરી છે, જેનાથી પ્રતિ-યુનિટ ચિપ ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે. આગળ વધતા, અમે 12-ઇંચ સબસ્ટ્રેટ ઉપજને વૈશ્વિક સ્તરે સ્પર્ધાત્મક સ્તરે વધારવા માટે ઇંગોટ-લેવલ લેસર સ્લાઇસિંગ અને બુદ્ધિશાળી તણાવ નિયંત્રણ પ્રક્રિયાઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાનું ચાલુ રાખીશું, સ્થાનિક SiC ઉદ્યોગને આંતરરાષ્ટ્રીય એકાધિકાર તોડવા અને ઓટોમોટિવ-ગ્રેડ ચિપ્સ અને AI સર્વર પાવર સપ્લાય જેવા ઉચ્ચ-અંતિમ ડોમેન્સમાં સ્કેલેબલ એપ્લિકેશનોને વેગ આપવા માટે સશક્ત બનાવીશું.
XKH નો SiC સબસ્ટ્રેટ પ્રકાર 4H-N
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-૧૫-૨૦૨૫