အနာဂတ်တွင် ၈ လက်မအရွယ် ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ဖြတ်တောက်ရန်အတွက် လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းသည် အဓိကနည်းပညာဖြစ်လာလိမ့်မည်။ မေး-ဖြေ စုစည်းမှု

မေး- SiC wafer slicing နှင့် processing တွင် အသုံးပြုသော အဓိကနည်းပညာများကား အဘယ်နည်း။

A:ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) သည် စိန်ပြီးလျှင် ဒုတိယအမာကျောဆုံးဖြစ်ပြီး အလွန်မာကျောပြီး ကြွပ်ဆတ်သောပစ္စည်းအဖြစ် သတ်မှတ်ခံထားရသည်။ ကြီးထွားလာသော ပုံဆောင်ခဲများကို ပါးလွှာသောဝေဖာများအဖြစ် ဖြတ်တောက်ခြင်းပါဝင်သည့် အချပ်လိုက်လုပ်ငန်းစဉ်သည် အချိန်ကုန်ပြီး အက်ကွဲလွယ်သည်။ ပထမခြေလှမ်းအနေဖြင့်SiCsingle crystal processing တွင်၊ slicing ၏ အရည်အသွေးသည် နောက်ဆက်တွဲ grinding၊ polishing နှင့် thinning တို့ကို သိသိသာသာ လွှမ်းမိုးသည်။ slicing သည် မျက်နှာပြင်နှင့် မျက်နှာပြင်အောက် အက်ကွဲကြောင်းများကို မကြာခဏ ဖြစ်ပေါ်စေပြီး wafer ကျိုးနှုန်းနှင့် ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်များကို မြင့်တက်စေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ slicing အတွင်း မျက်နှာပြင်အက်ကွဲကြောင်းပျက်စီးမှုကို ထိန်းချုပ်ခြင်းသည် SiC device ထုတ်လုပ်မှုကို မြှင့်တင်ရာတွင် အရေးကြီးပါသည်။

                                                 

လက်ရှိအစီရင်ခံထားသော SiC လှီးဖြတ်ခြင်းနည်းလမ်းများတွင် fixed-abrasive၊ free-abrasive လှီးဖြတ်ခြင်း၊ laser ဖြတ်တောက်ခြင်း၊ layer transfer (cold separation) နှင့် electrical discharge လှီးဖြတ်ခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ ၎င်းတို့ထဲတွင်၊ fixed diamond abrasives ဖြင့် reciprocating multi-wire လှီးဖြတ်ခြင်းသည် SiC single crystals များကို စီမံဆောင်ရွက်ရန်အတွက် အသုံးအများဆုံးနည်းလမ်းဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ingot အရွယ်အစားများသည် ၈ လက်မနှင့်အထက်သို့ရောက်ရှိသောအခါ၊ စက်ပစ္စည်းလိုအပ်ချက်မြင့်မားခြင်း၊ ကုန်ကျစရိတ်နှင့် ထိရောက်မှုနည်းပါးခြင်းတို့ကြောင့် ရိုးရာဝါယာကြိုးလွှစက်သည် လက်တွေ့ကျမှုနည်းပါးလာသည်။ ကုန်ကျစရိတ်နည်း၊ ဆုံးရှုံးမှုနည်း၊ ထိရောက်မှုမြင့်မားသော လှီးဖြတ်နည်းပညာများအတွက် အရေးတကြီးလိုအပ်ပါသည်။

 

မေး- ရိုးရာ multi-wire ဖြတ်တောက်ခြင်းထက် laser slicing ရဲ့ အားသာချက်တွေက ဘာတွေလဲ။

A: ရိုးရာဝါယာကြိုးလွှစက်သည် ဖြတ်တောက်သည်SiC အချောင်းသတ်မှတ်ထားသော ဦးတည်ရာတစ်လျှောက် မိုက်ခရွန်ရာပေါင်းများစွာထူသော အချပ်များအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသည်။ ထို့နောက် အချပ်များကို စိန်အနှစ်များဖြင့် ကြိတ်ခွဲပြီး လွှစက်ဒဏ်ရာများနှင့် မြေအောက်မျက်နှာပြင်ပျက်စီးမှုများကို ဖယ်ရှားပြီးနောက် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ မျက်နှာပြင်ပြားခြင်းရရှိရန် ဓာတုဗေဒစက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ඔප දැමීම (CMP) ဖြင့် ඔප දැමීමဖြင့် දැමීමීම ပြုလုပ်ကာ နောက်ဆုံးတွင် SiC ဝေဖာများရရှိရန် သန့်စင်သည်။

 

သို့သော် SiC ၏ မာကျောမှုနှင့် ကြွပ်ဆတ်မှု မြင့်မားခြင်းကြောင့် ဤအဆင့်များသည် ကောက်ကွေးခြင်း၊ အက်ကွဲခြင်း၊ ကျိုးပဲ့မှုနှုန်း မြင့်တက်လာခြင်း၊ ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ် မြင့်မားခြင်းနှင့် မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှုနှင့် ညစ်ညမ်းမှု မြင့်မားခြင်း (ဖုန်မှုန့်၊ ရေဆိုးစသည်) တို့ကို အလွယ်တကူ ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ဝါယာကြိုးလွှစက်သည် နှေးကွေးပြီး ထွက်နှုန်းနည်းပါးသည်။ ခန့်မှန်းချက်များအရ ရိုးရာ multi-wire slicing သည် ပစ္စည်းအသုံးပြုမှု ၅၀% ခန့်သာ ရရှိပြီး ඔප දැමීමနှင့် ကြိတ်ခွဲပြီးနောက် ပစ္စည်း၏ ၇၅% အထိ ဆုံးရှုံးသွားကြောင်း ပြသထားသည်။ အစောပိုင်း နိုင်ငံခြား ထုတ်လုပ်မှုဒေတာများအရ ဝေဖာ ၁၀,၀၀၀ ထုတ်လုပ်ရန် ၂၄ နာရီ ဆက်တိုက် ထုတ်လုပ်မှု ၂၇၃ ရက်ခန့် ကြာနိုင်ကြောင်း ညွှန်ပြနေပြီး အချိန်အလွန်ကုန်သည်။

 

ပြည်တွင်းတွင် SiC ပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှု ကုမ္ပဏီများစွာသည် မီးဖိုစွမ်းရည် တိုးမြှင့်ရန် အာရုံစိုက်နေကြသည်။ သို့သော် ထုတ်လုပ်မှု တိုးချဲ့ရုံထက် ဆုံးရှုံးမှုများကို မည်သို့လျှော့ချရမည်ကို စဉ်းစားရန် ပိုအရေးကြီးသည်—အထူးသဖြင့် ပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှု အထွက်နှုန်းများ အကောင်းဆုံး မဖြစ်သေးသည့်အခါ။

 

လေဆာဖြတ်တောက်သည့် ကိရိယာများသည် ပစ္စည်းဆုံးရှုံးမှုကို သိသိသာသာ လျှော့ချပေးနိုင်ပြီး အထွက်နှုန်းကို တိုးတက်စေနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ၂၀ မီလီမီတာ တစ်ခုတည်းကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်SiC အချောင်းဝါယာကြိုးဖြတ်တောက်ခြင်းသည် အထူ ၃၅၀ μm ရှိသော ဝေဖာ ၃၀ ခန့်ကို ရရှိနိုင်သည်။ လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းသည် ဝေဖာ ၅၀ ကျော်ကို ရရှိနိုင်သည်။ ဝေဖာအထူကို ၂၀၀ μm အထိ လျှော့ချပါက တူညီသော ingot မှ ဝေဖာ ၈၀ ကျော်ကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ ဝါယာကြိုးဖြတ်တောက်ခြင်းကို ၆ လက်မနှင့် ထို့ထက်သေးငယ်သော ဝေဖာများအတွက် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုသော်လည်း၊ ၈ လက်မ SiC ingot ကို ရိုးရာနည်းလမ်းများဖြင့် လှီးဖြတ်ခြင်းသည် ၁၀-၁၅ ရက်ကြာနိုင်ပြီး အဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများ လိုအပ်ပြီး ကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားပြီး ထိရောက်မှုနည်းပါးသည်။ ဤအခြေအနေများအောက်တွင်၊ လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်း၏ အားသာချက်များသည် ရှင်းလင်းလာပြီး ၈ လက်မ ဝေဖာများအတွက် အဓိကအနာဂတ်နည်းပညာဖြစ်လာစေသည်။

 

လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းဖြင့် ၈ လက်မ ဝေဖာတစ်ခုလျှင် လှီးဖြတ်ချိန်သည် မိနစ် ၂၀ အောက်ရှိနိုင်ပြီး ဝေဖာတစ်ခုလျှင် ပစ္စည်းဆုံးရှုံးမှုမှာ ၆၀ μm အောက်ရှိသည်။

 

အကျဉ်းချုပ်အားဖြင့်၊ multi-wire cutting နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက laser slicing သည် ပိုမိုမြင့်မားသောအမြန်နှုန်း၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သောအထွက်နှုန်း၊ ပစ္စည်းဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးခြင်းနှင့် ပိုမိုသန့်ရှင်းသော လုပ်ဆောင်မှုကို ပေးစွမ်းသည်။

 

မေး- SiC လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းတွင် အဓိကနည်းပညာဆိုင်ရာစိန်ခေါ်မှုများကား အဘယ်နည်း။

A: လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အဓိကအဆင့်နှစ်ဆင့်ပါဝင်သည်- လေဆာပြုပြင်ခြင်းနှင့် wafer ခွဲထုတ်ခြင်း။

 

လေဆာပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း၏ အဓိကအချက်မှာ ရောင်ခြည်ပုံသွင်းခြင်းနှင့် ကန့်သတ်ချက်အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း ဖြစ်သည်။ လေဆာပါဝါ၊ အစက်အပြောက်အချင်းနှင့် စကင်န်အမြန်နှုန်းကဲ့သို့သော ကန့်သတ်ချက်များအားလုံးသည် ပစ္စည်းဖယ်ရှားခြင်း၏ အရည်အသွေးနှင့် နောက်ဆက်တွဲ wafer ခွဲထုတ်မှု၏ အောင်မြင်မှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ပြုပြင်ထားသောဇုန်၏ ဂျီသြမေတြီသည် မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုနှင့် ခွဲထုတ်ရန်ခက်ခဲမှုကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုမြင့်မားခြင်းသည် နောက်ပိုင်းတွင် ကြိတ်ခွဲခြင်းကို ရှုပ်ထွေးစေပြီး ပစ္စည်းဆုံးရှုံးမှုကို တိုးစေသည်။

 

ပြုပြင်မွမ်းမံပြီးနောက်၊ ဝေဖာခွဲထုတ်ခြင်းကို အအေးကွဲခြင်း သို့မဟုတ် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဖိစီးမှုကဲ့သို့သော ဖြတ်အားများမှတစ်ဆင့် များသောအားဖြင့် ရရှိလေ့ရှိသည်။ အချို့သော အိမ်သုံးစနစ်များသည် ခွဲထုတ်ရန်အတွက် တုန်ခါမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေရန်အတွက် အာထရာဆောင်း transducers များကို အသုံးပြုသော်လည်း ၎င်းသည် အက်ကွဲခြင်းနှင့် အနားစွန်းချို့ယွင်းချက်များကို ဖြစ်စေနိုင်ပြီး နောက်ဆုံးထွက်ရှိမှုကို လျော့ကျစေပါသည်။

 

ဤအဆင့်နှစ်ဆင့်သည် မွေးရာပါခက်ခဲခြင်းမရှိသော်လည်း၊ ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးတွင် မကိုက်ညီမှုများ—ကွဲပြားသော ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်များ၊ ဒိုပင်အဆင့်များနှင့် အတွင်းပိုင်းဖိစီးမှုဖြန့်ဖြူးမှုများကြောင့်—သည် လှီးဖြတ်ရန်ခက်ခဲမှု၊ ထွက်နှုန်းနှင့် ပစ္စည်းဆုံးရှုံးမှုတို့ကို သိသိသာသာအကျိုးသက်ရောက်စေသည်။ ပြဿနာရှိသောနေရာများကို ဖော်ထုတ်ခြင်းနှင့် လေဆာစကင်ဖတ်ခြင်းဇုန်များကို ချိန်ညှိခြင်းသည် ရလဒ်များကို သိသိသာသာတိုးတက်ကောင်းမွန်လာစေမည်မဟုတ်ပါ။

 

ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် လက်ခံကျင့်သုံးခြင်း၏ အဓိကသော့ချက်မှာ ထုတ်လုပ်သူအမျိုးမျိုးထံမှ ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးအမျိုးမျိုးကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် ပြုလုပ်နိုင်သည့် ဆန်းသစ်သောနည်းလမ်းများနှင့် ပစ္စည်းကိရိယာများ တီထွင်ခြင်း၊ လုပ်ငန်းစဉ်ကန့်သတ်ချက်များကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းနှင့် လူတိုင်းအသုံးပြုနိုင်သော လေဆာဖြတ်တောက်မှုစနစ်များကို တည်ဆောက်ခြင်းတို့ဖြစ်သည်။

 

မေး- SiC အပြင် အခြား semiconductor ပစ္စည်းတွေမှာလည်း laser slicing နည်းပညာကို အသုံးချနိုင်ပါသလား။

A: လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းနည်းပညာကို သမိုင်းကြောင်းအရ ပစ္စည်းအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးချခဲ့သည်။ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းများတွင်၊ ၎င်းကို wafer အတုံးလေးများဖြစ်အောင် ပြုလုပ်ရန်အတွက် အသုံးပြုခဲ့ပြီး ထိုအချိန်မှစ၍ ကြီးမားသော ပုံဆောင်ခဲများကို လှီးဖြတ်ခြင်းအထိ တိုးချဲ့ခဲ့သည်။

 

SiC အပြင်၊ လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်းကို စိန်၊ ဂယ်လီယမ်နိုက်ထရိုက် (GaN) နှင့် ဂယ်လီယမ်အောက်ဆိုဒ် (Ga₂O₃) ကဲ့သို့သော အခြားမာကျောသော သို့မဟုတ် ကြွပ်ဆတ်သောပစ္စည်းများအတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ဤပစ္စည်းများအပေါ် ကနဦးလေ့လာမှုများသည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအသုံးချမှုများအတွက် လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်း၏ ဖြစ်နိုင်ခြေနှင့် အားသာချက်များကို သရုပ်ပြခဲ့သည်။

 

မေး- လက်ရှိမှာ ပြည်တွင်းသုံး လေဆာဖြတ်တောက်တဲ့ ပစ္စည်းကိရိယာတွေ ရှိပါသလား။ ခင်ဗျားရဲ့ သုတေသနက ဘယ်အဆင့်မှာ ရှိပါသလဲ။

A: အချင်းကြီး SiC လေဆာဖြတ်တောက်သည့် စက်ပစ္စည်းကို ၈ လက်မ SiC wafer ထုတ်လုပ်မှု၏ အနာဂတ်အတွက် အဓိကစက်ပစ္စည်းအဖြစ် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် သတ်မှတ်ကြသည်။ လက်ရှိတွင် ဂျပန်နိုင်ငံသာ ထိုကဲ့သို့သောစနစ်များကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်ပြီး ၎င်းတို့သည် စျေးကြီးပြီး ပို့ကုန်ကန့်သတ်ချက်များနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။

 

SiC ထုတ်လုပ်မှုအစီအစဉ်များနှင့် လက်ရှိဝါယာလွှစွမ်းရည်အပေါ်အခြေခံ၍ လေဆာဖြတ်တောက်ခြင်း/ပါးလွှာစေသောစနစ်များအတွက် ပြည်တွင်းဝယ်လိုအားမှာ ယူနစ် ၁၀၀၀ ခန့်ရှိမည်ဟု ခန့်မှန်းရသည်။ အဓိကပြည်တွင်းကုမ္ပဏီများသည် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးတွင် များစွာရင်းနှီးမြှုပ်နှံထားသော်လည်း ရင့်ကျက်ပြီး စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော ပြည်တွင်းပစ္စည်းကိရိယာများကို စက်မှုလုပ်ငန်းသုံးအဖြစ်သို့ မရောက်ရှိသေးပါ။

 

သုတေသနအဖွဲ့များသည် ၂၀၀၁ ခုနှစ်မှစ၍ ကိုယ်ပိုင်လေဆာ lift-off နည်းပညာကို တီထွင်ခဲ့ပြီး ယခုအခါ ၎င်းကို အချင်းကြီး SiC လေဆာ slicing နှင့် thinning အထိ တိုးချဲ့လုပ်ဆောင်လျက်ရှိသည်။ ၎င်းတို့သည် အောက်ပါတို့ကို လုပ်ဆောင်နိုင်သော prototype စနစ်နှင့် slicing လုပ်ငန်းစဉ်များကို တီထွင်ခဲ့ကြသည်- ၄-၆ လက်မ semi-insulating SiC wafers များကို ဖြတ်တောက်ခြင်းနှင့် thinning လုပ်ခြင်း ၆-၈ လက်မ conductive SiC ingots များကို slicing စွမ်းဆောင်ရည် benchmarks- ၆-၈ လက်မ semi-insulating SiC: slicing အချိန် ၁၀-၁၅ မိနစ်/wafer; ပစ္စည်းဆုံးရှုံးမှု <30 μm၆-၈ လက်မ conductive SiC: slicing အချိန် ၁၄-၂၀ မိနစ်/wafer; ပစ္စည်းဆုံးရှုံးမှု <60 μm

 

ခန့်မှန်းခြေ wafer အထွက်နှုန်း ၅၀% ကျော် တိုးလာသည်

 

လှီးဖြတ်ပြီးနောက်၊ ဝေဖာများသည် ကြိတ်ခွဲခြင်းနှင့် ඔප දැමීමပြုလုပ်ပြီးနောက် ဂျီသြမေတြီအတွက် အမျိုးသားစံချိန်စံညွှန်းများနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ လေဆာဖြင့် လှုံ့ဆော်ပေးသော အပူအကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် ဝေဖာများရှိ ဖိစီးမှု သို့မဟုတ် ဂျီသြမေတြီကို သိသိသာသာ သက်ရောက်မှုမရှိကြောင်း လေ့လာမှုများက ပြသထားသည်။

 

စိန်၊ GaN နှင့် Ga₂O₃ တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲများကို လှီးဖြတ်ရန် ဖြစ်နိုင်ခြေကို အတည်ပြုရန်အတွက်လည်း တူညီသောကိရိယာကို အသုံးပြုခဲ့သည်။