सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) न केवल राष्ट्रीय रक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है, बल्कि वैश्विक ऑटोमोटिव और ऊर्जा उद्योगों के लिए भी एक अहम सामग्री है। SiC सिंगल-क्रिस्टल प्रोसेसिंग में पहले महत्वपूर्ण चरण के रूप में, वेफर स्लाइसिंग सीधे तौर पर बाद में होने वाली थिनिंग और पॉलिशिंग की गुणवत्ता निर्धारित करती है। पारंपरिक स्लाइसिंग विधियों से अक्सर सतह और उपसतह दरारें उत्पन्न हो जाती हैं, जिससे वेफर टूटने की दर और विनिर्माण लागत बढ़ जाती है। इसलिए, SiC उपकरण निर्माण को आगे बढ़ाने के लिए सतह की दरारों से होने वाले नुकसान को नियंत्रित करना अत्यंत आवश्यक है।
वर्तमान में, SiC पिंडों की स्लाइसिंग में दो प्रमुख चुनौतियाँ हैं:
- परंपरागत मल्टी-वायर सॉइंग में उच्च सामग्री हानि:SiC की अत्यधिक कठोरता और भंगुरता के कारण, काटने, पीसने और पॉलिश करने के दौरान इसमें विकृति और दरार पड़ने की संभावना रहती है। इन्फिनियन के आंकड़ों के अनुसार, पारंपरिक प्रत्यावर्ती डायमंड-रेजिन-बॉन्डेड मल्टी-वायर सॉइंग से काटने में केवल 50% सामग्री का उपयोग होता है, और पॉलिश करने के बाद एक वेफर में कुल लगभग 250 μm की हानि होती है, जिससे उपयोग योग्य सामग्री बहुत कम बचती है।
- कम दक्षता और लंबे उत्पादन चक्र:अंतर्राष्ट्रीय उत्पादन आंकड़ों से पता चलता है कि 24 घंटे निरंतर मल्टी-वायर सॉइंग का उपयोग करके 10,000 वेफर्स का उत्पादन करने में लगभग 273 दिन लगते हैं। इस विधि में व्यापक उपकरण और उपभोग्य सामग्रियों की आवश्यकता होती है, साथ ही इससे सतह की खुरदरापन और प्रदूषण (धूल, अपशिष्ट जल) भी काफी बढ़ जाता है।
इन समस्याओं के समाधान के लिए, नानजिंग विश्वविद्यालय में प्रोफेसर शिउ जियांगकियान की टीम ने SiC के लिए उच्च परिशुद्धता वाले लेजर स्लाइसिंग उपकरण विकसित किए हैं, जो दोषों को कम करने और उत्पादकता बढ़ाने के लिए अति-तीव्र लेजर तकनीक का उपयोग करते हैं। 20 मिमी SiC पिंड के लिए, यह तकनीक पारंपरिक वायर सॉइंग की तुलना में वेफर की उपज को दोगुना कर देती है। इसके अतिरिक्त, लेजर-स्लाइस किए गए वेफर्स में बेहतर ज्यामितीय एकरूपता होती है, जिससे प्रति वेफर मोटाई को 200 माइक्रोमीटर तक कम किया जा सकता है और उत्पादन को और भी बढ़ाया जा सकता है।
मुख्य लाभ:
- बड़े पैमाने पर प्रोटोटाइप उपकरण पर अनुसंधान एवं विकास कार्य पूरा कर लिया गया है, जिसे 4-6 इंच के अर्ध-अरोधक SiC वेफर्स और 6 इंच के प्रवाहकीय SiC पिंडों को काटने के लिए मान्य किया गया है।
- 8 इंच के पिंड की कटाई का सत्यापन चल रहा है।
- कटाई का समय काफी कम, वार्षिक उत्पादन अधिक और उपज में 50% से अधिक सुधार।
XKH का 4H-N प्रकार का SiC सबस्ट्रेट
बाजार क्षमता:
यह उपकरण 8-इंच SiC पिंडों की स्लाइसिंग के लिए प्रमुख समाधान बनने की ओर अग्रसर है, जिस पर वर्तमान में जापान से आयातित उपकरणों का वर्चस्व है, जिनकी लागत अधिक है और निर्यात पर प्रतिबंध हैं। लेजर स्लाइसिंग/थिनिंग उपकरणों की घरेलू मांग 1,000 इकाइयों से अधिक है, फिर भी चीन में निर्मित कोई परिपक्व विकल्प मौजूद नहीं है। नानजिंग विश्वविद्यालय की तकनीक में अपार बाजार मूल्य और आर्थिक क्षमता है।
बहु-सामग्री अनुकूलता:
SiC के अलावा, यह उपकरण गैलियम नाइट्राइड (GaN), एल्युमीनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) और हीरे की लेजर प्रोसेसिंग को भी सपोर्ट करता है, जिससे इसके औद्योगिक अनुप्रयोगों का दायरा बढ़ जाता है।
SiC वेफर प्रोसेसिंग में क्रांतिकारी बदलाव लाकर, यह नवाचार सेमीकंडक्टर निर्माण में आने वाली महत्वपूर्ण बाधाओं को दूर करता है, साथ ही उच्च-प्रदर्शन और ऊर्जा-कुशल सामग्रियों की ओर वैश्विक रुझानों के अनुरूप भी है।
निष्कर्ष
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सबस्ट्रेट निर्माण में अग्रणी उद्योगपति के रूप में, XKH नई ऊर्जा वाहनों (NEVs), फोटोवोल्टाइक (PV) ऊर्जा भंडारण और 5G संचार जैसे उच्च-विकास वाले क्षेत्रों के लिए 2-12 इंच के पूर्ण आकार के SiC सबस्ट्रेट (4H-N/SEMI-प्रकार, 4H/6H/3C-प्रकार सहित) उपलब्ध कराने में विशेषज्ञता रखता है। बड़े आकार के वेफर की कम-हानि वाली स्लाइसिंग तकनीक और उच्च-सटीकता प्रसंस्करण तकनीक का लाभ उठाते हुए, हमने 8 इंच के सबस्ट्रेट का बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल किया है और 12 इंच के प्रवाहकीय SiC क्रिस्टल विकास तकनीक में महत्वपूर्ण उपलब्धियां प्राप्त की हैं, जिससे प्रति यूनिट चिप की लागत में उल्लेखनीय कमी आई है। आगे बढ़ते हुए, हम 12-इंच सब्सट्रेट की उपज को वैश्विक स्तर पर प्रतिस्पर्धी बनाने के लिए पिंड-स्तर लेजर स्लाइसिंग और बुद्धिमान तनाव नियंत्रण प्रक्रियाओं को अनुकूलित करना जारी रखेंगे, जिससे घरेलू SiC उद्योग को अंतरराष्ट्रीय एकाधिकार को तोड़ने और ऑटोमोटिव-ग्रेड चिप्स और AI सर्वर पावर सप्लाई जैसे उच्च-स्तरीय क्षेत्रों में स्केलेबल अनुप्रयोगों को गति देने में मदद मिलेगी।
XKH का 4H-N प्रकार का SiC सबस्ट्रेट
पोस्ट करने का समय: 15 अगस्त 2025