សំណួរ៖ តើបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗអ្វីខ្លះដែលប្រើក្នុងការកាត់និងកែច្នៃបន្ទះស៊ីអ៊ីក?
A:ស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) មានភាពរឹងទីពីរបន្ទាប់ពីពេជ្រ ហើយត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវត្ថុធាតុរឹង និងផុយស្រួយខ្លាំង។ ដំណើរការកាត់ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការកាត់គ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ទៅជាបន្ទះស្តើងៗ គឺចំណាយពេលច្រើន និងងាយនឹងប្រេះ។ ជាជំហានដំបូងក្នុងស៊ីស៊ីដំណើរការគ្រីស្តាល់តែមួយ គុណភាពនៃការកាត់មានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើការកិន ការប៉ូលា និងការស្តើងជាបន្តបន្ទាប់។ ការកាត់ជារឿយៗបង្កើតស្នាមប្រេះលើផ្ទៃ និងក្រោមផ្ទៃ ដែលបង្កើនអត្រាបាក់បន្ទះ និងថ្លៃដើមផលិតកម្ម។ ដូច្នេះ ការគ្រប់គ្រងការខូចខាតស្នាមប្រេះលើផ្ទៃកំឡុងពេលកាត់គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការជំរុញការផលិតឧបករណ៍ SiC។
វិធីសាស្ត្រកាត់ SiC ដែលបានរាយការណ៍នាពេលបច្ចុប្បន្នរួមមាន ការកាត់ដោយប្រើសារធាតុសំណឹកថេរ ការកាត់ដោយប្រើសារធាតុសំណឹកសេរី ការកាត់ដោយប្រើឡាស៊ែរ ការផ្ទេរស្រទាប់ (ការបំបែកត្រជាក់) និងការកាត់ដោយប្រើចរន្តអគ្គិសនី។ ក្នុងចំណោមវិធីសាស្ត្រទាំងនេះ ការកាត់ដោយប្រើខ្សែច្រើនដោយប្រើសារធាតុសំណឹកពេជ្រថេរ គឺជាវិធីសាស្ត្រដែលប្រើជាទូទៅបំផុតសម្រាប់ដំណើរការគ្រីស្តាល់ SiC តែមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារទំហំដុំដែកឈានដល់ 8 អ៊ីញ និងខ្ពស់ជាងនេះ ការកាត់ខ្សែបែបប្រពៃណីកាន់តែមិនសូវមានប្រសិទ្ធភាពដោយសារតែតម្រូវការឧបករណ៍ខ្ពស់ ថ្លៃដើម និងប្រសិទ្ធភាពទាប។ មានតម្រូវការបន្ទាន់សម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាកាត់ដែលមានតម្លៃទាប ការខាតបង់ទាប និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។
សំណួរ៖ តើអ្វីទៅជាគុណសម្បត្តិនៃការកាត់ដោយឡាស៊ែរជាងការកាត់ខ្សែច្រើនបែបប្រពៃណី?
ក: ការកាត់ខ្សែលួសបែបប្រពៃណីកាត់ដុំ SiCតាមបណ្តោយទិសដៅជាក់លាក់មួយ ទៅជាចំណិតកម្រាស់រាប់រយមីក្រូន។ បន្ទាប់មក ចំណិតទាំងនោះត្រូវបានកិនដោយប្រើសារធាតុពេជ្រ ដើម្បីលុបស្នាមកាត់ និងការខូចខាតក្រោមដី បន្ទាប់មកដោយការប៉ូលាគីមីមេកានិច (CMP) ដើម្បីសម្រេចបាននូវភាពរាបស្មើសកល ហើយចុងក្រោយត្រូវបានសម្អាតដើម្បីទទួលបានបន្ទះ SiC។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែភាពរឹង និងភាពផុយស្រួយខ្ពស់របស់ SiC ជំហានទាំងនេះអាចបណ្តាលឱ្យមានការរួញ ការប្រេះ អត្រាបាក់កើនឡើង ថ្លៃដើមផលិតកម្មខ្ពស់ និងបណ្តាលឱ្យមានភាពរដុប និងការបំពុលលើផ្ទៃខ្ពស់ (ធូលី ទឹកសំណល់។ល។)។ លើសពីនេះ ការកាត់លួសមានល្បឿនយឺត និងមានទិន្នផលទាប។ ការប៉ាន់ប្រមាណបង្ហាញថា ការកាត់លួសច្រើនបែបប្រពៃណីសម្រេចបានការប្រើប្រាស់សម្ភារៈត្រឹមតែប្រហែល 50% ប៉ុណ្ណោះ ហើយរហូតដល់ 75% នៃសម្ភារៈត្រូវបានបាត់បង់បន្ទាប់ពីការប៉ូលា និងកិន។ ទិន្នន័យផលិតកម្មបរទេសដំបូងបានបង្ហាញថា វាអាចចំណាយពេលប្រហែល 273 ថ្ងៃនៃការផលិត 24 ម៉ោងជាប់ៗគ្នា ដើម្បីផលិតបន្ទះសៀគ្វីចំនួន 10,000 ដែលចំណាយពេលច្រើន។
នៅក្នុងស្រុក ក្រុមហ៊ុនផលិតគ្រីស្តាល់ SiC ជាច្រើនផ្តោតលើការបង្កើនសមត្ថភាពឡ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជំនួសឱ្យការពង្រីកទិន្នផល វាមានសារៈសំខាន់ជាងក្នុងការពិចារណាពីរបៀបកាត់បន្ថយការខាតបង់ ជាពិសេសនៅពេលដែលទិន្នផលគ្រីស្តាល់មិនទាន់ល្អប្រសើរនៅឡើយ។
ឧបករណ៍កាត់ឡាស៊ែរអាចកាត់បន្ថយការបាត់បង់សម្ភារៈបានយ៉ាងច្រើន និងបង្កើនទិន្នផល។ ឧទាហរណ៍ ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍កាត់ឡាស៊ែរទំហំ 20 ម.ម តែមួយដុំ SiCការកាត់ខ្សែអាចផលិតបានប្រហែល 30 បន្ទះដែលមានកម្រាស់ 350 μm។ ការកាត់ឡាស៊ែរអាចផលិតបានច្រើនជាង 50 បន្ទះ។ ប្រសិនបើកម្រាស់បន្ទះត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 200 μm អាចផលិតបានច្រើនជាង 80 បន្ទះពីដុំដែកដូចគ្នា។ ខណៈពេលដែលការកាត់ខ្សែត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់បន្ទះដែកទំហំ 6 អ៊ីញ និងតូចជាងនេះ ការកាត់បន្ទះដែក SiC ទំហំ 8 អ៊ីញអាចចំណាយពេល 10-15 ថ្ងៃជាមួយនឹងវិធីសាស្ត្រប្រពៃណី ដែលតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍ទំនើបៗ និងចំណាយខ្ពស់ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពទាប។ ក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ គុណសម្បត្តិនៃការកាត់ឡាស៊ែរកាន់តែច្បាស់ ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាអនាគតដ៏សំខាន់សម្រាប់បន្ទះដែកទំហំ 8 អ៊ីញ។
ជាមួយនឹងការកាត់ដោយឡាស៊ែរ ពេលវេលាកាត់ក្នុងមួយបន្ទះបន្ទះទំហំ ៨ អ៊ីញអាចមានរយៈពេលតិចជាង ២០ នាទី ដោយការបាត់បង់សម្ភារៈក្នុងមួយបន្ទះក្រោម ៦០ μm។
សរុបមក បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការកាត់តាមខ្សែច្រើន ការកាត់ដោយឡាស៊ែរផ្តល់នូវល្បឿនខ្ពស់ជាង ទិន្នផលល្អជាង ការខាតបង់សម្ភារៈទាប និងដំណើរការស្អាតជាងមុន។
សំណួរ៖ តើអ្វីទៅជាបញ្ហាប្រឈមបច្ចេកទេសចម្បងៗក្នុងការកាត់ឡាស៊ែរ SiC?
ក: ដំណើរការកាត់ឡាស៊ែរពាក់ព័ន្ធនឹងជំហានសំខាន់ៗពីរគឺ ការកែប្រែឡាស៊ែរ និងការបំបែកបន្ទះសៀគ្វី។
ស្នូលនៃការកែប្រែឡាស៊ែរគឺការបង្កើតរាងធ្នឹម និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចជាថាមពលឡាស៊ែរ អង្កត់ផ្ចិតចំណុច និងល្បឿនស្កេន សុទ្ធតែប៉ះពាល់ដល់គុណភាពនៃការលុបបំបាត់សម្ភារៈ និងភាពជោគជ័យនៃការបំបែកបន្ទះសៀគ្វីជាបន្តបន្ទាប់។ ធរណីមាត្រនៃតំបន់ដែលបានកែប្រែកំណត់ភាពរដុបនៃផ្ទៃ និងការលំបាកនៃការបំបែក។ ភាពរដុបនៃផ្ទៃខ្ពស់ធ្វើឱ្យស្មុគស្មាញដល់ការកិននៅពេលក្រោយ និងបង្កើនការបាត់បង់សម្ភារៈ។
បន្ទាប់ពីការកែប្រែ ការបំបែកបន្ទះបន្ទះជាធម្មតាត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈកម្លាំងកាត់ ដូចជាការបាក់ត្រជាក់ ឬភាពតានតឹងមេកានិច។ ប្រព័ន្ធក្នុងផ្ទះមួយចំនួនប្រើឧបករណ៍បញ្ជូនអ៊ុលត្រាសោនដើម្បីបង្កើតរំញ័រសម្រាប់ការបំបែក ប៉ុន្តែវាអាចបណ្តាលឱ្យមានការប្រេះ និងពិការភាពគែម ដែលធ្វើឱ្យទិន្នផលចុងក្រោយថយចុះ។
ខណៈពេលដែលជំហានទាំងពីរនេះមិនពិបាកដោយធម្មជាតិ ភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានៃគុណភាពគ្រីស្តាល់ — ដោយសារតែដំណើរការលូតលាស់ខុសៗគ្នា កម្រិតដូប និងការចែកចាយភាពតានតឹងខាងក្នុង — ប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ការលំបាកក្នុងការកាត់ ទិន្នផល និងការបាត់បង់សម្ភារៈ។ គ្រាន់តែកំណត់អត្តសញ្ញាណតំបន់ដែលមានបញ្ហា និងការកែតម្រូវតំបន់ស្កេនឡាស៊ែរអាចមិនធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលទ្ធផលគួរឱ្យកត់សម្គាល់នោះទេ។
គន្លឹះនៃការទទួលយកយ៉ាងទូលំទូលាយគឺស្ថិតនៅក្នុងការអភិវឌ្ឍវិធីសាស្រ្ត និងឧបករណ៍ប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិត ដែលអាចសម្របខ្លួនទៅនឹងគុណភាពគ្រីស្តាល់ជាច្រើនប្រភេទពីក្រុមហ៊ុនផលិតផ្សេងៗគ្នា ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ និងការកសាងប្រព័ន្ធកាត់ឡាស៊ែរជាមួយនឹងការអនុវត្តជាសកល។
សំណួរ៖ តើបច្ចេកវិទ្យាកាត់ឡាស៊ែរអាចត្រូវបានអនុវត្តទៅលើសម្ភារៈពាក់កណ្តាលចរន្តផ្សេងទៀតក្រៅពី SiC បានទេ?
ក៖ បច្ចេកវិទ្យាកាត់ឡាស៊ែរត្រូវបានអនុវត្តជាប្រវត្តិសាស្ត្រទៅលើសម្ភារៈជាច្រើនប្រភេទ។ នៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក ដំបូងឡើយវាត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការកាត់បន្ទះស្តើងៗ ហើយចាប់តាំងពីពេលនោះមកបានពង្រីកដល់ការកាត់គ្រីស្តាល់តែមួយដុំធំៗ។
ក្រៅពី SiC ការកាត់ឡាស៊ែរក៏អាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់វត្ថុធាតុរឹង ឬផុយស្រួយផ្សេងទៀតដូចជាពេជ្រ ហ្គាលីញ៉ូមនីទ្រីត (GaN) និងហ្គាលីញ៉ូមអុកស៊ីដ (Ga₂O₃)។ ការសិក្សាបឋមលើវត្ថុធាតុទាំងនេះបានបង្ហាញពីលទ្ធភាព និងគុណសម្បត្តិនៃការកាត់ឡាស៊ែរសម្រាប់កម្មវិធីស៊ីមីកុងដុកទ័រ។
សំណួរ៖ តើបច្ចុប្បន្ននេះមានផលិតផលឧបករណ៍កាត់ឡាស៊ែរក្នុងស្រុកដែលមានភាពចាស់ទុំដែរឬទេ? តើការស្រាវជ្រាវរបស់អ្នកស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលណា?
ក៖ ឧបករណ៍កាត់ឡាស៊ែរ SiC ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតធំត្រូវបានចាត់ទុកថាជាឧបករណ៍ស្នូលសម្រាប់អនាគតនៃការផលិតបន្ទះ SiC ទំហំ 8 អ៊ីញ។ បច្ចុប្បន្ននេះ មានតែប្រទេសជប៉ុនទេដែលអាចផ្តល់ប្រព័ន្ធបែបនេះ ហើយវាមានតម្លៃថ្លៃ និងត្រូវមានការរឹតបន្តឹងលើការនាំចេញ។
តម្រូវការក្នុងស្រុកសម្រាប់ប្រព័ន្ធកាត់/ស្តើងដោយឡាស៊ែរត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណថាមានប្រហែល 1,000 គ្រឿង ដោយផ្អែកលើផែនការផលិត SiC និងសមត្ថភាពកាត់ខ្សែដែលមានស្រាប់។ ក្រុមហ៊ុនក្នុងស្រុកធំៗបានវិនិយោគយ៉ាងច្រើនលើការអភិវឌ្ឍ ប៉ុន្តែមិនទាន់មានឧបករណ៍ក្នុងស្រុកដែលមានភាពចាស់ទុំ និងមានលក់ជាលក្ខណៈពាណិជ្ជកម្មណាមួយបានឈានដល់ការដាក់ពង្រាយឧស្សាហកម្មនៅឡើយទេ។
ក្រុមស្រាវជ្រាវបាននិងកំពុងអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាលើកឡាស៊ែរដែលមានកម្មសិទ្ធិតាំងពីឆ្នាំ ២០០១ ហើយឥឡូវនេះបានពង្រីកវាទៅការកាត់ និងស្តើងឡាស៊ែរ SiC ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតធំ។ ពួកគេបានបង្កើតប្រព័ន្ធគំរូ និងដំណើរការកាត់ដែលមានសមត្ថភាព៖ ការកាត់ និងស្តើងបន្ទះ SiC ពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់ទំហំ ៤-៦ អ៊ីញការកាត់បន្ទះ SiC ដឹកនាំទំហំ ៦-៨ អ៊ីញស្តង់ដារការអនុវត្ត៖ SiC ពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់ទំហំ ៦-៨ អ៊ីញ៖ ពេលវេលាកាត់ ១០-១៥ នាទី/បន្ទះ; ការបាត់បង់សម្ភារៈ <៣០ μmSiC ដឹកនាំទំហំ ៦-៨ អ៊ីញ៖ ពេលវេលាកាត់ ១៤-២០ នាទី/បន្ទះ; ការបាត់បង់សម្ភារៈ <៦០ μm
ទិន្នផលបន្ទះស្តើងដែលបានប៉ាន់ស្មានបានកើនឡើងជាង 50%
ក្រោយពីកាត់រួច បន្ទះវ៉ាហ្វឺរទាំងនេះបានបំពេញតាមស្តង់ដារជាតិសម្រាប់ធរណីមាត្របន្ទាប់ពីកិន និងប៉ូលា។ ការសិក្សាក៏បង្ហាញផងដែរថា ផលប៉ះពាល់កម្ដៅដែលបង្កឡើងដោយឡាស៊ែរមិនប៉ះពាល់គួរឲ្យកត់សម្គាល់ដល់ភាពតានតឹង ឬធរណីមាត្រនៅក្នុងបន្ទះវ៉ាហ្វឺរនោះទេ។
ឧបករណ៍ដូចគ្នានេះក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធភាពសម្រាប់ការកាត់គ្រីស្តាល់តែមួយពេជ្រ GaN និង Ga₂O₃ ផងដែរ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៣ ខែឧសភា ឆ្នាំ ២០២៥