فرآیند تولید دستگاه های نیمه هادی SiC شامل مراحل متعددی از جمله رشد کریستال، برش، پرداخت، تمیز کردن، اکسیداسیون، اچ کردن و بسته بندی است. در این میان، رشد کریستال و برش ویفر حیاتی ترین فرآیندها هستند، زیرا به طور قابل توجهی بر کیفیت بستر، راندمان پردازش بعدی و عملکرد نهایی دستگاه تأثیر می گذارند.
اره سیم دوغاب یک روش اره سیم ساینده رایگان-است. یک سیم فلزی از یک واحد پرداخت{2}از طریق راهنماهای سیم و واحدهای کنترل کشش به غلتک های راهنما تغذیه می شود. چند سیم فلزی روی غلتکهای راهنما یک شبکه سیمی را تشکیل میدهند که با سرعت خطی معینی که توسط چرخش غلطکهای راهنما حرکت میکند، حرکت میکند. به طور همزمان، یک شمش SiC تک کریستالی با نرخ تغذیه معینی توسط یک واحد تغذیه به سمت شبکه سیمی تغذیه می شود. همانطور که شمش حرکت می کند، دوغاب حامل دانه های ساینده از طریق نازل ها روی شبکه سیمی پاشیده می شود. سیم فلزی دوغاب را به حرکت در میآورد و سایندهها را به منطقه پردازش میآورد و در عین حال به مواد ساینده فشار وارد میکند. ساینده ها برش را در منطقه اختلاط جامد و مایع بین شمش و سیم فلزی انجام می دهند. در اره سیم دوغاب، دوغاب به عنوان یک حامل برای مواد ساینده عمل می کند و پراکندگی پایدار ذرات معلق را فراهم می کند و بنابراین به ویسکوزیته خاصی نیاز دارد. در عین حال، دوغاب باید سیالیت خوبی از خود نشان دهد تا مواد ساینده را همراه با اره سیمی به حرکت درآورد. برای جلوگیری از افزایش بیش از حد دما در منطقه برش، دوغاب همچنین به هدایت حرارتی خوبی نیاز دارد. در عمل، پلی اتیلن گلیکول معمولا به عنوان پراکنده کننده برای ساینده ها استفاده می شود. اره سیم دوغاب، با مزایای قابل توجه آن مانند عرض باریک و ضخامت برش یکنواخت، بر برش مواد 4H{15}}SiC غالب است و یک فناوری کلیدی برای دستیابی به برش با دقت{16} بالا است. با این حال، این تکنیک چندین اشکال واضح دارد: اول، راندمان پردازش نسبتاً پایین به دلیل سیالیت محدود دوغاب و استفاده از مواد ساینده، که منجر به کاهش سرعت برش می شود. دوم، ضایعات قابل توجه مواد ساینده در طول برش، که منجر به استفاده کم ساینده و افزایش هزینه های پردازش می شود. علاوه بر این، استفاده از دوغاب باعث ایجاد آلودگی می شود و دامنه کاربرد آن را محدود می کند.
در سال های اخیر، فناوری اره سیم الماس به دلیل مزایای آن در راندمان پردازش بالا، هزینه مصرف سیم کم و سازگاری با محیط زیست توجه گسترده ای را به خود جلب کرده است. اره سیم الماسی با استفاده از ساینده های الماسی که بر روی اره سیمی ثابت شده اند، مواد را حذف می کند و به عنوان نقاط برش ثابتی که سطح کریستال را خراش می دهد. سیم الماس معمولاً یک سیم از جنس استنلس استیل است که با یک آلیاژ پایه نیکل یا لایه رزین پوشیده شده است. ذرات سخت در ابعاد میکرو{4}}بهعنوان مواد ساینده در آلیاژ پایه نیکل یا لایه رزین از طریق روشهای آبکاری، باندینگ یا جوشکاری جاسازی میشوند. در طول برش، مواد ساینده مستقیماً با سطح شمش تماس پیدا میکنند و مواد کریستالی را از طریق دو-ساییدگی بدنه جدا میکنند. در برش ویفر سیلیکونی، ذرات کاربید سیلیکون (SiC) اغلب به عنوان ساینده سخت استفاده می شود. برای برش ویفر 4H{11}}SiC، از ذرات الماس به عنوان ساینده استفاده میشود. بر خلاف اره سیم دوغاب، این روش معمولاً از یک خنک کننده مبتنی بر آب- استفاده می کند و بنابراین سازگارتر با محیط زیست است. سیم اره سنتی SiC از تلفات زیاد مواد و زمان پردازش طولانی رنج می برد. روش ماشینکاری مبتنی بر تماس{16}} همچنین آسیب عیب و تنش باقیمانده را معرفی میکند که در برخی موارد منجر به کیفیت پایین محصول و هزینههای بالای ساخت میشود. از آنجایی که اندازه ویفر همچنان در حال افزایش است، نحوه سرکوب موثر عیوب{18} و تاب برداشتن ناشی از برش و حصول اطمینان از راندمان برش و استفاده از مواد، به یک گلوگاه کلیدی برای کاهش هزینه بیشتر و بهبود کارایی در صنعت SiC تبدیل شده است.
فناوری لیفت لیزری-، با مزایای قابل توجه پردازش غیر تماسی، دقت بالا و تلفات کم، به عنوان یک جهت کلیدی برای شکستن تنگناها در ساخت بستر SiC ظاهر شده است. این فناوری ترکیبی از اصلاح عمودی لیزری و لایه برداری کریستالی کنترل شده است. هسته آن در کنترل دقیق انرژی نهفته است تا یک رابط برش در عمقی از پیش تعیین شده در داخل کریستال تشکیل شود و بدین وسیله به جداسازی ویفر با دقت-با کارایی بالا-بالا میرسد. روشهای سنتی پردازش لیزر عمدتاً بر روی اثرات فرسایش یا تکنیکهای اصلاح موازی تکیه میکنند که معمولاً فقط برای برش در امتداد جهت بروز لیزر مناسب هستند. در مقابل، فناوری لیفت{8}}لیزر از ساختارهای مکانیکی دقیق یا لایههای تنش سطحی استفاده میکند تا کریستال را در امتداد یک صفحه برش از پیش تعیینشده ترک کند و به لایهبرداری کامل یک لایه نازک دست یابد. این فناوری مزایای قابلتوجهی در کنترل دقیق، کاهش آسیب مواد، و کاربرد وسیع مواد ارائه میدهد، و نیازهای تولید صنعتی{10}}کم{11}}با راندمان بالا،{12}}در مقیاس بزرگ را بهتر برآورده میکند. روشهای پردازش لیزری به طور موثری راندمان تولید مواد سخت و شکننده را بهبود میبخشد، اما کیفیت پردازش به کنترل دقیق پارامترهای فرآیند بستگی دارد که بهینهسازی آن مستقیماً بر نتیجه نهایی تأثیر میگذارد.
به طور خلاصه، برخلاف روشهای سنتی ارهزنی سیم، فناوری{0}}لیزر غیرتماسی-به طور موثری از مسائلی مانند سایش ابزار برش و خرابی ویفر SiC ناشی از تنش مکانیکی جلوگیری میکند و در نتیجه به لایهبرداری با کیفیت- و دقت بالا میرسد. فناوری لیفت{5}}لیزر به طور قابل توجهی راندمان پردازش و کیفیت ویفرهای SiC را بهبود میبخشد و در عین حال هزینه آمادهسازی بسترهای SiC را کاهش میدهد و مزایای برجستهای از راندمان تولید بالا و از دست دادن مواد کم را ارائه میدهد.