SiC सेमीकंडक्टर उपकरणों की निर्माण प्रक्रिया में कई चरण शामिल होते हैं, जिनमें क्रिस्टल विकास, स्लाइसिंग, पॉलिशिंग, सफाई, ऑक्सीकरण, नक़्क़ाशी और पैकेजिंग शामिल हैं। इनमें से, क्रिस्टल विकास और वेफर स्लाइसिंग सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं हैं, क्योंकि वे सब्सट्रेट गुणवत्ता, बाद की प्रसंस्करण दक्षता और अंतिम डिवाइस प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।
स्लरी तार काटने की मशीन एक निःशुल्क अपघर्षक तार काटने की विधि है। एक धातु के तार को पे-ऑफ यूनिट से वायर गाइड और तनाव नियंत्रण इकाइयों के माध्यम से गाइड रोलर्स में डाला जाता है। गाइड रोलर्स पर कई धातु के तार एक तार का जाल बनाते हैं, जो गाइड रोलर्स के घूमने से एक निश्चित रैखिक गति से चलता है। इसके साथ ही, एक एकल क्रिस्टल SiC पिंड को एक फीडिंग यूनिट द्वारा एक निश्चित फ़ीड दर पर वायर वेब की ओर खिलाया जाता है। जैसे ही पिंड चलता है, अपघर्षक कणों वाला घोल नोजल के माध्यम से तार के जाल पर छिड़का जाता है। धातु के तार घोल को चलाते हैं, अपघर्षक पर दबाव डालते हुए अपघर्षक को प्रसंस्करण क्षेत्र में लाते हैं। अपघर्षक पिंड और धातु के तार के बीच ठोस-तरल मिश्रण क्षेत्र में काटने का काम करते हैं। स्लरी तार काटने में, स्लरी अपघर्षक के लिए एक वाहक के रूप में कार्य करता है, निलंबित कणों का स्थिर फैलाव प्रदान करता है, और इसलिए एक निश्चित चिपचिपाहट की आवश्यकता होती है। साथ ही, तार की आरी के साथ-साथ अपघर्षक पदार्थों को चलाने के लिए घोल में अच्छी तरलता प्रदर्शित होनी चाहिए। काटने वाले क्षेत्र में अत्यधिक तापमान वृद्धि को रोकने के लिए, घोल को अच्छी तापीय चालकता की भी आवश्यकता होती है। व्यवहार में, पॉलीइथाइलीन ग्लाइकोल का उपयोग आमतौर पर अपघर्षक के लिए फैलाव के रूप में किया जाता है। स्लरी तार काटने की मशीन, संकीर्ण केर्फ़ चौड़ाई और समान स्लाइसिंग मोटाई जैसे अपने उल्लेखनीय लाभों के साथ, 4H -SiC सामग्रियों की स्लाइसिंग पर हावी है और उच्च सटीकता प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है। हालाँकि, इस तकनीक में कई स्पष्ट कमियाँ हैं: पहला, सीमित घोल तरलता और अपघर्षक उपयोग के कारण अपेक्षाकृत कम प्रसंस्करण दक्षता, जिसके परिणामस्वरूप धीमी गति से काटने की गति होती है; दूसरा, काटने के दौरान अपघर्षक पदार्थों की महत्वपूर्ण बर्बादी, जिससे अपघर्षक का कम उपयोग होता है और प्रसंस्करण लागत में वृद्धि होती है; इसके अलावा, घोल का उपयोग प्रदूषण उत्पन्न करता है, जिससे इसके अनुप्रयोग का दायरा सीमित हो जाता है।
हाल के वर्षों में, उच्च प्रसंस्करण दक्षता, कम तार खपत लागत और पर्यावरण मित्रता के लाभों के कारण हीरे के तार काटने की तकनीक ने व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। हीरे के तार की आरी में क्रिस्टल की सतह को खरोंचने वाले निश्चित काटने वाले बिंदुओं के रूप में तार पर लगे हीरे के अपघर्षक का उपयोग करके सामग्री को हटा दिया जाता है। हीरे का तार आम तौर पर एक स्टेनलेस स्टील का तार होता है जो निकल आधारित मिश्र धातु या राल परत से लेपित होता है। सूक्ष्म{4}आकार के कठोर कणों को इलेक्ट्रोप्लेटिंग, बॉन्डिंग या वेल्डिंग तकनीकों के माध्यम से निकल आधारित मिश्र धातु या राल परत में अपघर्षक के रूप में एम्बेडेड किया जाता है। काटने के दौरान, अपघर्षक सीधे पिंड की सतह से संपर्क करते हैं और केर्फ़ में क्रिस्टल सामग्री को दो {{7}बॉडी वियर के माध्यम से हटा देते हैं। सिलिकॉन वेफर स्लाइसिंग में, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) कणों का उपयोग अक्सर कठोर अपघर्षक के रूप में किया जाता है। 4H-SiC वेफर स्लाइसिंग के लिए, हीरे के कणों का उपयोग अपघर्षक के रूप में किया जाता है। स्लरी वायर सॉइंग के विपरीत, यह तकनीक आम तौर पर पानी आधारित शीतलक का उपयोग करती है और इसलिए पर्यावरण के लिए अधिक अनुकूल है। SiC की पारंपरिक तार काटने की मशीन में बड़े पैमाने पर सामग्री का नुकसान होता है और प्रसंस्करण में लंबा समय लगता है। संपर्क आधारित मशीनिंग विधि में दोष क्षति और अवशिष्ट तनाव भी होता है, जिससे कुछ मामलों में उत्पाद की गुणवत्ता खराब होती है और विनिर्माण लागत अधिक होती है। जैसे-जैसे वेफर के आकार में वृद्धि जारी है, स्लाइसिंग दक्षता और सामग्री उपयोग को सुनिश्चित करते हुए स्लाइसिंग प्रेरित दोषों और वॉरपेज को प्रभावी ढंग से कैसे दबाया जाए, यह SiC उद्योग में लागत में कमी और दक्षता में सुधार के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा बन गया है।
गैर-संपर्क प्रसंस्करण, उच्च परिशुद्धता और कम हानि के अपने उल्लेखनीय लाभों के साथ, लेज़र लिफ्ट{0}ऑफ तकनीक, SiC सब्सट्रेट निर्माण में बाधाओं को दूर करने के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा के रूप में उभरी है। यह तकनीक ऊर्ध्वाधर लेजर संशोधन और नियंत्रित क्रिस्टल प्रदूषण को जोड़ती है। इसका मूल क्रिस्टल के अंदर एक पूर्व निर्धारित गहराई पर एक क्लीवेज इंटरफ़ेस बनाने के लिए सटीक ऊर्जा नियंत्रण में निहित है, जिससे उच्च {{4}सटीकता, उच्च -दक्षता वेफर पृथक्करण प्राप्त होता है। पारंपरिक लेजर प्रसंस्करण विधियां मुख्य रूप से एब्लेशन प्रभाव या समानांतर संशोधन तकनीकों पर निर्भर करती हैं, जो आमतौर पर केवल लेजर घटना दिशा में काटने के लिए उपयुक्त होती हैं। इसके विपरीत, लेज़र लिफ्टऑफ़ तकनीक क्रिस्टल को एक पूर्व निर्धारित दरार तल के साथ दरार करने के लिए प्रेरित करने के लिए सटीक यांत्रिक संरचनाओं या सतह तनाव परतों का उपयोग करती है, जिससे एक पतली परत का पूर्ण प्रदूषण प्राप्त होता है। यह तकनीक सटीक नियंत्रण, सामग्री क्षति में कमी, और व्यापक सामग्री प्रयोज्यता में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है, कम नुकसान, उच्च दक्षता, बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन की जरूरतों को बेहतर ढंग से पूरा करती है। लेजर प्रसंस्करण विधियां कठोर और भंगुर सामग्रियों की विनिर्माण दक्षता में प्रभावी ढंग से सुधार करती हैं, लेकिन प्रसंस्करण गुणवत्ता प्रक्रिया मापदंडों के सटीक नियंत्रण पर निर्भर करती है, जिसका अनुकूलन सीधे अंतिम परिणाम को प्रभावित करता है।
संक्षेप में, पारंपरिक तार काटने के तरीकों के विपरीत, गैर-संपर्क लेजर लिफ्ट-ऑफ तकनीक प्रभावी ढंग से काटने के उपकरण के घिसाव और यांत्रिक तनाव के कारण SiC वेफर की विफलता जैसे मुद्दों से बचाती है, जिससे उच्च गुणवत्ता और उच्च परिशुद्धता प्राप्त होती है। लेज़र लिफ्ट -ऑफ तकनीक SiC सब्सट्रेट्स की तैयारी लागत को कम करते हुए SiC वेफर्स की प्रसंस्करण दक्षता और गुणवत्ता में काफी सुधार करती है, जिससे उच्च उत्पादन दक्षता और कम सामग्री हानि के उत्कृष्ट लाभ मिलते हैं।