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El carburo de silicio (SiC) no es solo un material estratégico crítico para la defensa nacional, sino también una tecnología fundamental para las industrias automotriz y energética globales.El primer paso en la fabricación de obleas de SiC es cortar lingotes de SiC crecidos a granel en obleas finasLa calidad de este proceso de corte determina directamente la eficiencia y el rendimiento de las etapas de adelgazamiento y pulido posteriores.Los métodos de corte convencionales a menudo introducen grietas en la superficie y el subsuelo de la obleaPor lo tanto, minimizar el daño superficial durante el corte es vital para avanzar en las tecnologías de fabricación de dispositivos SiC.

En la actualidad, el corte de obleas de SiC se enfrenta a dos grandes desafíos:

1. Alta pérdida de material con la aserradura tradicional de varios alambres.
   Debido a la extrema dureza y fragilidad del SiC, el aserrado y el pulido son técnicamente exigentes, a menudo conducen a una grave deformación de la oblea, grietas y desperdicio excesivo de material.Según los datos de InfineonEn la fase de corte, los métodos tradicionales de aserradura de alambre de diamante obtenen sólo un ~ 50% de utilización del material.el rendimiento efectivo puede disminuir hasta en un 75% (con una pérdida total por oblea de ~ 250 μm), dejando una proporción relativamente baja de obleas utilizables.

2. Ciclos de procesamiento largos y bajo rendimiento.
   Las estadísticas internacionales de producción muestran que, en un funcionamiento continuo de 24 horas, la fabricación de 10.000 obleas requiere aproximadamente 273 días.Para satisfacer la demanda del mercado con la tecnología de sierra de alambre se requiere, por lo tanto, un gran número de máquinas y consumibles.Además, el método produce una mala rugosidad de la superficie, una contaminación significativa y una carga ambiental pesada (polvo, aguas residuales, etc.).

Para hacer frente a estos desafíos, el equipo de investigación dirigido por el profesor Xiu Xiangqian de la Universidad de Nanjing ha desarrolladoequipos de corte por láser SiC de gran diámetroAl aplicar técnicas avanzadas de corte por láser, el sistema reduce significativamente la pérdida de material y mejora drásticamente el rendimiento.el número de obleas producidas por corte láser es superior ael dobleAdemás, las obleas cortadas por láser presentan propiedades geométricas superiores y el grosor de la obleas puede reducirse a tan solo 200 μm,aumento adicional del rendimiento por lingotes.

La ventaja competitiva de este proyecto radica en su madurez tecnológica: ya se ha desarrollado y demostrado con éxito un prototipo del equipo de corte láser a gran escala en:

• El corte y el adelgazamiento deOferta de SiC semisoladora de 4 ∼6 pulgadas

• Sección deIngotes de SiC conductores de 6 pulgadas

• Validación en curso paraEl corte de lingotes de SiC de 8 pulgadas

Este sistema ofrece ciclos de corte más cortos, una mayor producción anual de obleas y una menor pérdida de material por obleas, logrando más deMejora del rendimiento del 50%En comparación con los métodos convencionales.

Desde el punto de vista del mercado, los equipos de corte por láser SiC de gran diámetro están a punto de convertirse en eltecnología central para la producción de obleas de SiC de 8 pulgadasEn la actualidad, este tipo de equipos se importa casi exclusivamente de Japón, con altos costes y posibles restricciones a la exportación.1, 000 unidadesEl sistema desarrollado por la Universidad de Nanjing posee, por tanto, un potencial de mercado considerable y un enorme valor económico.

Más allá del SiC, esta plataforma de corte láser también se puede extender a otros materiales ópticos y semiconductores avanzados, incluido el nitruro de galio (GaN), el óxido de galio (Ga2O3) y el diamante sintético,ampliando aún más su aplicación industrial.