Цахиурын карбид (SiC) нь зөвхөн үндэсний батлан хамгаалахын чухал технологи төдийгүй дэлхийн автомашин, эрчим хүчний салбарын гол материал юм. SiC дан талст боловсруулалтын эхний чухал алхам болох вафли зүсэх нь дараагийн нимгэрүүлэх, өнгөлөх чанарыг шууд тодорхойлдог. Уламжлалт зүсэх аргууд нь ихэвчлэн гадаргуу болон доод хэсэгт ан цав үүсгэдэг бөгөөд энэ нь вафли эвдрэх түвшин болон үйлдвэрлэлийн зардлыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс SiC төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийг урагшлуулахын тулд гадаргуугийн ан цавын эвдрэлийг хянах нь чухал юм.
Одоогийн байдлаар SiC гулдмай зүсэх нь хоёр томоохон бэрхшээлтэй тулгарч байна:
- Уламжлалт олон утастай хөрөө хийхэд материалын алдагдал өндөр байдаг:SiC-ийн хэт хатуулаг, хэврэг чанар нь зүсэх, нунтаглах, өнгөлөх явцад гажуудал, хагарал үүсэхэд хүргэдэг. Infineon-ийн мэдээллээс харахад уламжлалт харилцан үйлчлэлтэй алмааз-давирхайтай олон утастай хөрөө нь зүсэхэд материалын ашиглалтын ердөө 50%-ийг хангадаг бөгөөд өнгөлсний дараа нэг талст хавтангийн нийт алдагдал ~250 μм хүрч, ашиглахад тохиромжтой материал хамгийн бага үлддэг.
- Бага үр ашиг, урт үйлдвэрлэлийн мөчлөг:Олон улсын үйлдвэрлэлийн статистик мэдээллээс харахад 24 цагийн тасралтгүй олон утсан хөрөө ашиглан 10,000 ширхэг вафли үйлдвэрлэхэд ~273 хоног шаардагддаг. Энэ арга нь гадаргуугийн барзгаржилт, бохирдол (тоос шороо, бохир ус) их хэмжээгээр үүсгэхийн зэрэгцээ өргөн хүрээтэй тоног төхөөрөмж, хэрэглээний материал шаарддаг.
Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд Нанжин Их Сургуулийн профессор Сю Сянчианы баг SiC-д зориулсан өндөр нарийвчлалтай лазер зүсэх төхөөрөмжийг боловсруулж, хэт хурдан лазер технологийг ашиглан согогийг багасгаж, бүтээмжийг нэмэгдүүлжээ. 20 мм-ийн SiC гулдмайн хувьд энэхүү технологи нь уламжлалт утсаар хөрөөдөхтэй харьцуулахад вафлийн гарцыг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад, лазераар зүссэн вафли нь геометрийн нэгэн жигд байдлыг илүү сайн харуулдаг бөгөөд энэ нь вафлийн зузааныг 200 мкм хүртэл бууруулж, гарцыг цаашид нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Гол давуу талууд:
- 4-6 инчийн хагас тусгаарлагчтай SiC вафли болон 6 инчийн дамжуулагч SiC гулдмайг зүсэхээр баталгаажсан том хэмжээний туршилтын тоног төхөөрөмжийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн ажлыг гүйцэтгэсэн.
- 8 инчийн гулдмайн зүсэлтийг баталгаажуулж байна.
- Зүсэх хугацаа мэдэгдэхүйц богиноссон, жилийн гарц өндөр, ургац 50%-иас дээш нэмэгдсэн.
XKH-ийн 4H-N төрлийн SiC суурь
Зах зээлийн боломжит байдал:
Энэхүү тоног төхөөрөмж нь одоогоор өндөр өртөгтэй, экспортын хязгаарлалттай Японы импортын бүтээгдэхүүнээр зонхилдог 8 инчийн SiC гулдмай зүсэх гол шийдэл болоход бэлэн байна. Лазер зүсэх/нимгэрүүлэх төхөөрөмжийн дотоодын эрэлт 1000 нэгжээс давсан боловч Хятадад үйлдвэрлэсэн гүйцэд хувилбар байхгүй байна. Нанжингийн Их Сургуулийн технологи нь асар их зах зээлийн үнэ цэнэ, эдийн засгийн боломжит нөөцтэй.
Олон материалын нийцтэй байдал:
SiC-ээс гадна уг тоног төхөөрөмж нь галлийн нитрид (GaN), хөнгөн цагааны исэл (Al₂O₃) болон алмазыг лазераар боловсруулахыг дэмжиж, үйлдвэрлэлийн хэрэглээг нь өргөжүүлдэг.
SiC вафли боловсруулахад хувьсгал хийснээр энэхүү инноваци нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн чухал саад бэрхшээлийг шийдвэрлэхийн зэрэгцээ өндөр хүчин чадалтай, эрчим хүчний хэмнэлттэй материалын дэлхийн чиг хандлагад нийцэж байна.
Дүгнэлт
Цахиурын карбид (SiC) суурь үйлдвэрлэлийн салбарт тэргүүлэгч компанийн хувьд XKH нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэл (NEV), фотоволтайк (PV) эрчим хүчний хадгалалт, 5G холбоо зэрэг өндөр өсөлттэй салбаруудад зориулагдсан 2-12 инчийн бүрэн хэмжээтэй SiC суурь (4H-N/SEMI төрлийн, 4H/6H/3C төрлийн) нийлүүлэх чиглэлээр мэргэшсэн. Том хэмжээтэй вафлийн бага алдагдалтай зүсэх технологи болон өндөр нарийвчлалтай боловсруулах технологийг ашиглан бид 8 инчийн суурь материалыг олноор үйлдвэрлэх, 12 инчийн дамжуулагч SiC талст ургуулах технологид нээлт хийж, нэгж чипний зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулсан. Цаашид бид 12 инчийн субстратын гарцыг дэлхийн өрсөлдөхүйц түвшинд хүргэхийн тулд ембүү түвшний лазер зүсэлт болон ухаалаг стресс хянах процессыг үргэлжлүүлэн оновчтой болгож, дотоодын SiC салбарыг олон улсын монополийг эвдэж, автомашины зэрэглэлийн чип, хиймэл оюун ухаан серверийн тэжээлийн хангамж зэрэг өндөр зэрэглэлийн салбарт өргөтгөх боломжтой хэрэглээг хурдасгах болно.
XKH-ийн 4H-N төрлийн SiC суурь
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 8-р сарын 15