Baru-baru ini, Universitas Nanjing telah berhasil mengembangkan peralatan dan teknologi pengiris laser silikon karbida (SiC) berskala besar, menandai kemajuan signifikan dalam bidang peralatan pemrosesan bahan semikonduktor generasi ketiga di Tiongkok. Teknologi ini tidak hanya menyelesaikan masalah kehilangan material yang tinggi dalam teknik pemotongan tradisional namun juga secara signifikan meningkatkan efisiensi produksi, memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pengembangan teknologi manufaktur perangkat silikon karbida.
Silikon karbida (SiC), sebagai bahan strategis utama, sangat penting bagi keamanan pertahanan nasional, industri otomotif global, dan industri energi. Teknologi baru yang dikembangkan oleh Universitas Nanjing telah menghasilkan peningkatan signifikan dalam kinerja pemotongan selama proses pemrosesan kristal tunggal silikon karbida. Ini secara efektif dapat mengontrol kerusakan retak permukaan wafer, sehingga meningkatkan tingkat pemrosesan penipisan dan pemolesan berikutnya.
“Teknologi pemotongan multi-kawat tradisional memiliki kehilangan material yang tinggi dan siklus pemrosesan yang panjang saat memproses silikon karbida, yang tidak hanya meningkatkan biaya produksi namun juga membatasi kapasitas,” jelas pemimpin proyek. Tingkat pemanfaatan material pada metode tradisional pada mata rantai pemotongan hanya 50%, dan kehilangan material setelah pemolesan dan penggilingan mencapai 75%.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim teknis di Universitas Nanjing mengadopsi peralatan pemotongan laser, yang secara signifikan mengurangi kehilangan material dan meningkatkan efisiensi produksi. Misalnya, ingot SiC 20mm dapat menghasilkan lebih dari 50 wafer menggunakan teknologi pemotongan laser, dibandingkan dengan 30 wafer berukuran 350 mikron yang diproduksi dengan teknologi gergaji kawat tradisional. Setelah mengoptimalkan karakteristik geometri wafer, ketebalan satu wafer dapat dikurangi hingga 200 mikron, sehingga satu ingot dapat menghasilkan lebih dari 80 wafer.
Selain itu, peralatan pemotongan laser yang dikembangkan oleh Universitas Nanjing juga memiliki keunggulan signifikan dalam hal pemotongan waktu. Waktu pemotongan satu irisan ingot silikon karbida semi-isolasi/konduktif berukuran 6-inci tidak melebihi 15 menit, dan hasil tahunan dari satu perangkat dapat mencapai lebih dari 30,000 potongan. Kehilangan per potong dikontrol secara efektif, dengan hilangnya ingot silikon karbida semi-isolasi dikontrol dalam 30 mikron dan tipe konduktif dalam 60 mikron, meningkatkan tingkat hasil lebih dari 50%.
Dalam hal prospek penerapan pasar, peralatan pengiris laser silikon karbida skala besar akan menjadi peralatan inti untuk mengiris ingot silikon karbida berukuran 8-inci di masa depan. Saat ini, hanya Jepang yang dapat menyediakan peralatan tersebut, yang mahal dan diembargo terhadap Tiongkok. Permintaan domestik melebihi 1,000 unit, dan peralatan yang dikembangkan oleh Universitas Nanjing tidak hanya dapat digunakan untuk pemotongan ingot silikon karbida dan penipisan wafer tetapi juga untuk pemrosesan laser bahan seperti galium nitrida, galium oksida, dan berlian , menunjukkan prospek penerapan pasar yang luas.
