Silisyum karbür (SiC), yalnızca ulusal savunma için kritik bir teknoloji olmakla kalmayıp, aynı zamanda küresel otomotiv ve enerji endüstrileri için de çok önemli bir malzemedir. SiC tek kristal işleme sürecindeki ilk kritik adım olan gofret dilimleme, sonraki inceltme ve parlatma işlemlerinin kalitesini doğrudan belirler. Geleneksel dilimleme yöntemleri genellikle yüzey ve yüzey altı çatlaklarına neden olarak gofret kırılma oranlarını ve üretim maliyetlerini artırır. Bu nedenle, yüzey çatlak hasarını kontrol etmek, SiC cihaz üretimini geliştirmek için hayati önem taşır.
Şu anda SiC külçe dilimleme işlemi iki büyük zorlukla karşı karşıya:
- Geleneksel çok telli testereyle kesme işleminde yüksek malzeme kaybı:SiC'nin aşırı sertliği ve kırılganlığı, kesme, taşlama ve parlatma sırasında bükülmeye ve çatlamaya yatkın hale getirir. Infineon verilerine göre, geleneksel karşılıklı elmas-reçine bağlı çok telli testere ile kesme işleminde malzeme kullanım oranı yalnızca %50'ye ulaşırken, parlatma sonrasında tek bir plakada toplam kayıp ~250 μm'ye ulaşarak kullanılabilir malzeme miktarını minimuma indirir.
- Düşük verimlilik ve uzun üretim döngüleri:Uluslararası üretim istatistikleri, 24 saat kesintisiz çok telli testere yöntemiyle 10.000 adet yonga levhası üretmenin yaklaşık 273 gün sürdüğünü göstermektedir. Bu yöntem, yüksek yüzey pürüzlülüğü ve kirliliğe (toz, atık su) neden olurken, kapsamlı ekipman ve sarf malzemesi gerektirmektedir.
Bu sorunları çözmek için Nanjing Üniversitesi'nden Profesör Xiu Xiangqian'ın ekibi, kusurları en aza indirgemek ve verimliliği artırmak amacıyla ultra hızlı lazer teknolojisinden yararlanarak SiC için yüksek hassasiyetli lazer dilimleme ekipmanı geliştirdi. 20 mm'lik bir SiC külçesi için bu teknoloji, geleneksel tel testereyle kesime kıyasla gofret verimini iki katına çıkarıyor. Ek olarak, lazerle dilimlenmiş gofretler üstün geometrik homojenlik sergileyerek gofret başına kalınlığın 200 μm'ye kadar azaltılmasını ve çıktının daha da artırılmasını sağlıyor.
Başlıca Avantajlar:
- 4-6 inç yarı yalıtkan SiC levhaları ve 6 inç iletken SiC külçelerini dilimlemek için geliştirilen büyük ölçekli prototip ekipman üzerinde Ar-Ge çalışmaları tamamlandı ve ekipman doğrulandı.
- 8 inçlik külçe dilimleme işlemi doğrulama aşamasındadır.
- Dilimleme süresinin önemli ölçüde kısalması, yıllık üretimin artması ve verimde %50'den fazla iyileşme.
XKH'nin 4H-N tipi SiC alt tabakası
Pazar Potansiyeli:
Bu ekipman, şu anda yüksek maliyetler ve ihracat kısıtlamalarıyla Japon ithalatının hakim olduğu 8 inçlik SiC külçe dilimleme için temel çözüm haline gelmeye hazırlanıyor. Lazer dilimleme/inceltme ekipmanına yönelik yurt içi talep 1.000 adedi aşarken, olgunlaşmış Çin yapımı alternatifler mevcut değil. Nanjing Üniversitesi'nin teknolojisi muazzam bir pazar değeri ve ekonomik potansiyele sahip.
Çoklu Malzeme Uyumluluğu:
Bu ekipman, SiC'nin ötesinde, galyum nitrür (GaN), alüminyum oksit (Al₂O₃) ve elmasın lazerle işlenmesini destekleyerek endüstriyel uygulamalarını genişletiyor.
Bu yenilik, SiC gofret işleme süreçlerinde devrim yaratarak, yarı iletken üretimindeki kritik darboğazları ortadan kaldırırken, yüksek performanslı ve enerji verimli malzemelere yönelik küresel trendlerle de uyum sağlıyor.
Sonuç
Silisyum karbür (SiC) alt tabaka üretiminde sektör lideri olan XKH, yeni enerji araçları (NEV'ler), fotovoltaik (PV) enerji depolama ve 5G iletişim gibi yüksek büyüme gösteren sektörlere özel olarak tasarlanmış 2-12 inç tam boyutlu SiC alt tabakalar (4H-N/SEMI tipi, 4H/6H/3C tipi dahil) sağlama konusunda uzmanlaşmıştır. Büyük boyutlu wafer düşük kayıplı dilimleme teknolojisi ve yüksek hassasiyetli işleme teknolojisinden yararlanarak, 8 inçlik alt tabakaların seri üretimini ve 12 inçlik iletken SiC kristal büyüme teknolojisinde çığır açan gelişmeleri gerçekleştirdik ve birim çip maliyetlerini önemli ölçüde düşürdük. İlerleyen süreçte, 12 inçlik alt tabaka verimliliğini küresel olarak rekabetçi seviyelere çıkarmak için külçe düzeyinde lazer dilimleme ve akıllı gerilim kontrol süreçlerini optimize etmeye devam edeceğiz. Bu sayede yerli SiC endüstrisinin uluslararası tekelleri kırmasını ve otomotiv sınıfı çipler ve yapay zeka sunucu güç kaynakları gibi üst düzey alanlarda ölçeklenebilir uygulamaları hızlandırmasını sağlayacağız.
XKH'nin 4H-N tipi SiC alt tabakası
Yayın tarihi: 15 Ağustos 2025