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      新型激光材料加工專利大幅提升SiC生產率

      時間:2017-02-05人氣: 作者: 鐳屏科技

      導讀: 日本 DISCO 公司的科學家們使用一種稱為關鍵無定形黑色重復吸收的專利和正在申請專利的激光材料加工技術,可以將碳化硅(SiC)晶圓的生產率提升到原來的四倍,并且在提高產量的同時減少材料損耗。


      日本 DISCO 公司的科學家們使用一種稱為關鍵無定形黑色重復吸收(key amorphous-black repetitive absorption,KABRA)的專利和正在申請專利的激光材料加工技術,可以將碳化硅(SiC)晶圓的生產率提升到原來的四倍,并且在提高產量的同時減少材料損耗。該技術適用于單晶和多晶錠,不管晶體層的取向如何。目前,SiC 功率器件在市場中的滲透較慢,主要是因為其產量小、且生產成本高。然而,KABRA 方法能夠顯著提高 SiC 器件的產量,并且應該能夠使 SiC 器件作為功率器件、空間反射鏡、超穩定光學模具和輻射熱測量計等產品而獲得更多的市場驅動力量。

      為了使用厚度為 20mm、直徑為4英寸的晶錠生產厚度為 350μm 的SiC 晶圓,傳統的使用金剛石線鋸的加工工藝,切割每片晶圓需要 1.6~2.4小時,隨后還要進行雙面研磨工藝和最終拋光工藝,從一個晶錠生產 30片晶圓,總共需要 2.5~3.5 天的時間。雖然許多拋光工藝正在開發中,但 SiC 仍然是一種非常堅硬的易碎材料,由于在機械切割過程中形成深的起伏凹槽,所以 SiC 必須非常仔細地進行研磨。

      KABRA晶圓分離

      從其名字上可以看出,KABRA 工藝本質上將激光聚焦在 SiC 晶片的內部,通過重復通過或“無定形黑色重復吸收”,將 SiC 分解成無定形硅和無定形碳,并形成作為晶圓分離基點的一層,即黑色無定形層吸收更多的光,從而能夠很容易地分離晶圓(見圖 1)。

       

      與傳統工藝中的 1.6~2.4 小時相比,KABRA 工藝僅用 25 分鐘來分離每片晶圓,與使用常規切片工藝、每片晶圓將帶來 200μm 的材料損耗相比,KABRA 工藝在分離期間并不產生材料損耗。此外,金剛石鋸片分離的晶圓需要 16 小時的最終研磨時間,這在 KABRA 工藝中也是不需要的。

      總之,利用傳統工藝,從一個晶錠中生產出 30 片晶圓,需要 2.5~3.5天的時間 ;而使用 KABRA 工藝,從一個晶錠中生產出 44 片晶圓,僅需要 18 小時的時間,這相當于 3~5 倍的生產率提升(或者說產能大約為原來的四倍)。



       

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