س: SiC ۋافلىسىنى كېسىش ۋە پىششىقلاپ ئىشلەشتە ئىشلىتىلىدىغان ئاساسلىق تېخنىكىلار نېمە؟
A:كرېمنىي كاربىدى (SiC) نىڭ قاتتىقلىقى ئالماستىن قالسىلا ئىككىنچى ئورۇندا تۇرىدۇ ھەمدە ئىنتايىن قاتتىق ۋە مۇرتقالىق ماتېرىيال دەپ قارىلىدۇ. ئۆسكەن كىرىستاللارنى نېپىز ۋاپپىلارغا كېسىشنى ئۆز ئىچىگە ئالغان كېسىش جەريانى ۋاقىت تەلەپ قىلىدۇ ۋە ئاسانلا پارچىلىنىپ كېتىدۇ. دەسلەپكى قەدەم سۈپىتىدەSiCيەككە كىرىستاللىق پىششىقلاپ ئىشلەش جەريانىدا، كېسىش سۈپىتى كېيىنكى سىلىقلاش، پارقىراقلاشتۇرۇش ۋە نېپىزلىتىشكە زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. كېسىش كۆپىنچە يۈزە ۋە يەر ئاستى يېرىقلىرىنى پەيدا قىلىپ، ۋاپېرنىڭ سۇنۇش نىسبىتى ۋە ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخىنى ئاشۇرىدۇ. شۇڭا، كېسىش جەريانىدا يۈزە يېرىقلىرىنىڭ بۇزۇلۇشىنى كونترول قىلىش SiC ئۈسكۈنىلىرىنى ياساشنى ئىلگىرى سۈرۈشتە ئىنتايىن مۇھىم.
ھازىر خەۋەر قىلىنىۋاتقان SiC كېسىش ئۇسۇللىرى مۇقىم سۈرتكۈچ، ئەركىن سۈرتكۈچ كېسىش، لازېر كېسىش، قەۋەت يۆتكەش (سوغۇق ئايرىش) ۋە ئېلېكترلىك راۋانلىق كېسىش قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇلارنىڭ ئىچىدە، مۇقىم ئالماس سۈرتكۈچ بىلەن كۆپ سىملىق ئۆز-ئارا كېسىش SiC يەككە كىرىستاللىرىنى پىششىقلاشتا ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان ئۇسۇل. قانداقلا بولمىسۇن، قۇيۇقنىڭ چوڭلۇقى 8 دىيۇم ۋە ئۇنىڭدىن يۇقىرىغا يەتكەندە، يۇقىرى ئۈسكۈنە تەلىپى، تەننەرخى ۋە تۆۋەن ئۈنۈم سەۋەبىدىن ئەنئەنىۋى سىم كېسىش ئەمەلىي ئەمەس بولۇپ قالىدۇ. تۆۋەن تەننەرخلىق، تۆۋەن زىيانلىق، يۇقىرى ئۈنۈملۈك كېسىش تېخنىكىسىغا جىددىي ئېھتىياج بار.
س: لازېرلىق كېسىشنىڭ ئەنئەنىۋى كۆپ سىملىق كېسىشتىن قانداق ئەۋزەللىكلىرى بار؟
A: ئەنئەنىۋى سىم ئارراش ئۇسۇلى كېسىش ئۇسۇلىنى قوللىنىدۇSiC قۇيمىسىبەلگىلىك يۆنىلىش بويىچە يۈز مىكرون قېلىنلىقتىكى پارچىلارغا ئايرىلىدۇ. ئاندىن پارچىلار ئالماس سۇيۇقلۇقى بىلەن ئېزىلىپ، ئاررا ئىزلىرى ۋە يەر ئاستىدىكى بۇزۇلۇشلار چىقىرىۋېتىلىدۇ، ئاندىن خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش (CMP) ئارقىلىق ئومۇمىي تۈزلەش ئېلىپ بېرىلىدۇ، ئاخىرىدا SiC ۋافلىلىرى ھاسىل قىلىنىدۇ.
قانداقلا بولمىسۇن، SiC نىڭ قاتتىقلىقى ۋە مۆتىدىللىكى يۇقىرى بولغاچقا، بۇ باسقۇچلار ئاسانلا ئېگىلىش، يېرىلىش، سۇنۇش نىسبىتىنىڭ ئېشىشى، ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخىنىڭ ئېشىشى ۋە يۇقىرى يۈزەكى پۇراقلىق ۋە بۇلغىنىش (چاڭ-توزان، چىقىندى سۇ قاتارلىقلار) نى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، سىم ئارراش سۈرئىتى ئاستا بولۇپ، مەھسۇلات مىقدارى تۆۋەن بولىدۇ. مۆلچەرلەرگە قارىغاندا، ئەنئەنىۋى كۆپ سىملىق كېسىش ئۇسۇلىدا پەقەت %50 ماتېرىيال ئىشلىتىش نىسبىتىلا ئەمەلگە ئاشىدۇ، ھەمدە سىلىقلاش ۋە ئۇۋىلاشتىن كېيىن ماتېرىيالنىڭ %75 گىچە يوقاپ كېتىدۇ. دەسلەپكى چەتئەل ئىشلەپچىقىرىش سانلىق مەلۇماتلىرىدا كۆرسىتىلىشىچە، 10،000 دانە ۋافلى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن تەخمىنەن 273 كۈن ئۈزلۈكسىز 24 سائەت ئىشلەپچىقىرىش كېرەك بولۇپ، بۇ ئىنتايىن ۋاقىت تەلەپ قىلىدۇ.
دۆلەت ئىچىدە، نۇرغۇن SiC كىرىستال ئۆستۈرۈش شىركەتلىرى ئوچاقنىڭ سىغىمىنى ئاشۇرۇشقا ئەھمىيەت بېرىۋاتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، پەقەت مەھسۇلات مىقدارىنى كېڭەيتىشنىڭ ئورنىغا، زىياننى قانداق ئازايتىشنى ئويلىشىش تېخىمۇ مۇھىم، بولۇپمۇ كىرىستال ئۆستۈرۈش ئۈنۈمى يەنىلا ئەڭ ياخشى بولمىغاندا.
لازېرلىق كېسىش ئۈسكۈنىلىرى ماتېرىيالنىڭ يوقىلىشىنى زور دەرىجىدە ئازايتىپ، مەھسۇلات مىقدارىنى ئاشۇرالايدۇ. مەسىلەن، بىر دانە 20 مىللىمېتىرلىق كېسىش ئۈسكۈنىسى ئىشلىتىشSiC قۇيمىسىسىم ئارراش ئارقىلىق 350 μm قېلىنلىقتىكى تەخمىنەن 30 دانە ۋافەر ياسىغىلى بولىدۇ. لازېرلىق كېسىش ئارقىلىق 50 دىن ئارتۇق ۋافەر ياسىغىلى بولىدۇ. ئەگەر ۋافەرنىڭ قېلىنلىقى 200 μm غا چۈشۈرۈلسە، ئوخشاش بىر قۇيمىدىن 80 دىن ئارتۇق ۋافەر ياسىغىلى بولىدۇ. سىم ئارراش ئارقىلىق 6 دىيۇم ۋە ئۇنىڭدىن كىچىك ۋافەرلارغا كەڭ قوللىنىلىدۇ، ئەمما 8 دىيۇملۇق SiC قۇيمىسىنى كېسىش ئەنئەنىۋى ئۇسۇللار بىلەن 10-15 كۈن ۋاقىت كېتىشى مۇمكىن، بۇ يۇقىرى دەرىجىلىك ئۈسكۈنىلەرنى تەلەپ قىلىدۇ ۋە تۆۋەن ئۈنۈملۈك يۇقىرى تەننەرخنى تەلەپ قىلىدۇ. بۇنداق شارائىتتا، لازېرلىق كېسىشنىڭ ئەۋزەللىكى ئېنىق بولۇپ، ئۇنى 8 دىيۇملۇق ۋافەرلارنىڭ كەلگۈسىدىكى ئاساسلىق تېخنىكىسىغا ئايلاندۇرىدۇ.
لازېرلىق كېسىش ئارقىلىق، ھەر 8 دىيۇملۇق تاختاينى كېسىش ۋاقتى 20 مىنۇتتىن تۆۋەن بولۇشى مۇمكىن، ھەر بىر تاختايدىكى ماتېرىيالنىڭ يوقىلىشى 60 مىكرومېتىردىن تۆۋەن بولىدۇ.
قىسقىسى، كۆپ سىملىق كېسىش بىلەن سېلىشتۇرغاندا، لازېر كېسىش يۇقىرى سۈرئەت، ياخشى مەھسۇلات، تۆۋەن ماتېرىيال يوقىتىش ۋە پاكىز بىر تەرەپ قىلىش ئىقتىدارى بىلەن تەمىنلەيدۇ.
س: SiC لازېرلىق كېسىشتىكى ئاساسلىق تېخنىكىلىق قىيىنچىلىقلار نېمە؟
A: لازېرلىق كېسىش جەريانى ئىككى ئاساسلىق باسقۇچنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: لازېرنى ئۆزگەرتىش ۋە ۋافېرنى ئايرىش.
لازېر ئۆزگەرتىشنىڭ يادروسى نۇر شەكىللەندۈرۈش ۋە پارامېتىرنى ئەلالاشتۇرۇشتىن ئىبارەت. لازېر كۈچى، نۇقتا دىئامېتىرى ۋە سىكانىرلاش سۈرئىتى قاتارلىق پارامېتىرلارنىڭ ھەممىسى ماتېرىيالنىڭ ئېلىنىشىنىڭ سۈپىتىگە ۋە كېيىنكى ۋافېرنى ئايرىشنىڭ مۇۋەپپەقىيىتىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئۆزگەرتىلگەن رايوننىڭ گېئومېتىرىيەسى يۈزەكى پۇراقلىق ۋە ئايرىشنىڭ قىيىنلىقىنى بەلگىلەيدۇ. يۈزەكى پۇراقلىقنىڭ يۇقىرى بولۇشى كېيىنكى سىلىقلاشنى مۇرەككەپلەشتۈرىدۇ ۋە ماتېرىيالنىڭ يوقىلىشىنى ئاشۇرىدۇ.
ئۆزگەرتىشتىن كېيىن، ۋافرا ئايرىلىشى ئادەتتە سوغۇق سۇنۇش ياكى مېخانىكىلىق بېسىم قاتارلىق قىرقىش كۈچى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشىدۇ. بەزى ئائىلە سىستېمىلىرى ئايرىش ئۈچۈن تىترەشنى پەيدا قىلىش ئۈچۈن ئۇلترا ئاۋاز دولقۇنى ئۆزگەرتكۈچلىرىنى ئىشلىتىدۇ، ئەمما بۇ يېرىلىش ۋە گىرۋەك نۇقسانلىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىپ، ئاخىرقى مەھسۇلات مىقدارىنى تۆۋەنلىتىدۇ.
بۇ ئىككى باسقۇچ ئۆز-ئۆزىدىن قىيىن بولمىسىمۇ، ئوخشىمايدىغان ئۆسۈش جەريانلىرى، قوشۇلما دەرىجىسى ۋە ئىچكى بېسىم تەقسىملىنىشى سەۋەبىدىن كىرىستال سۈپىتىدىكى ماسسىزلىقلار كېسىش قىيىنلىقى، مەھسۇلات مىقدارى ۋە ماتېرىيال يوقىتىشقا زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. پەقەت مەسىلە رايونلىرىنى ئېنىقلاش ۋە لازېرلىق سىكانىرلاش رايونلىرىنى تەڭشەش ئارقىلىقلا نەتىجىلەرنى كۆرۈنەرلىك ياخشىلىغىلى بولمايدۇ.
كەڭ كۆلەمدە قوللىنىشنىڭ ئاچقۇچى ھەر خىل ئىشلەپچىقارغۇچىلارنىڭ كەڭ دائىرىدىكى كىرىستال خۇسۇسىيەتلىرىگە ماسلىشالايدىغان يېڭىلىق يارىتىش ئۇسۇللىرى ۋە ئۈسكۈنىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش، جەريان پارامېتىرلىرىنى ئەلالاشتۇرۇش ۋە ئومۇميۈزلۈك قوللىنىشچانلىققا ئىگە لازېرلىق كېسىش سىستېمىسىنى قۇرۇشتىن ئىبارەت.
س: لازېرلىق كېسىش تېخنىكىسىنى SiC دىن باشقا يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللارغا قوللىنىشقا بولامدۇ؟
A: لازېر كېسىش تېخنىكىسى تارىختىن بۇيان كەڭ دائىرىلىك ماتېرىياللارغا قوللىنىلىپ كەلگەن. يېرىم ئۆتكۈزگۈچلەردە، ئۇ دەسلەپتە ۋافېر پارچىلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلگەن، كېيىن چوڭ ھەجىملىك يەككە كىرىستاللارنى پارچىلاشقىچە كېڭەيگەن.
SiC دىن باشقا، لازېرلىق كېسىش يەنە ئالماس، گاللىي نىترىد (GaN) ۋە گاللىي ئوكسىد (Ga₂O₃) قاتارلىق باشقا قاتتىق ياكى مۇرتقا ماتېرىياللارغىمۇ ئىشلىتىلىشى مۇمكىن. بۇ ماتېرىياللار ئۈستىدىكى دەسلەپكى تەتقىقاتلار لازېرلىق كېسىشنىڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ قوللىنىشلىرىدىكى ئەمەلىيلىكى ۋە ئەۋزەللىكىنى كۆرسەتتى.
س: ھازىر پىشىپ يېتىلگەن يەرلىك لازېرلىق كېسىش ئۈسكۈنىلىرى بارمۇ؟ تەتقىقاتىڭىز قايسى باسقۇچتا؟
A: چوڭ دىئامېتىرلىق SiC لازېرلىق كېسىش ئۈسكۈنىلىرى كەلگۈسىدىكى 8 دىيۇملۇق SiC ۋافېر ئىشلەپچىقىرىشنىڭ يادرولۇق ئۈسكۈنىلىرى دەپ قارىلىدۇ. ھازىر پەقەت ياپونىيەلا بۇ خىل سىستېمىلارنى تەمىنلىيەلەيدۇ، ئۇلارنىڭ باھاسى قىممەت ۋە ئېكسپورت چەكلىمىسىگە ئۇچرايدۇ.
SiC ئىشلەپچىقىرىش پىلانى ۋە مەۋجۇت سىم ئاررا ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارىغا ئاساسلانغاندا، لازېر كېسىش/نېپىزلىتىش سىستېمىسىغا بولغان ئىچكى ئېھتىياجنىڭ تەخمىنەن 1000 دانە ئىكەنلىكى مۆلچەرلەنمەكتە. چوڭ يەرلىك شىركەتلەر بۇ تەرەققىياتقا زور مەبلەغ سالدى، ئەمما پىشقان، بازاردا سېتىلىۋاتقان يەرلىك ئۈسكۈنىلەر ھازىرغىچە سانائەتكە كىرگۈزۈلمىدى.
تەتقىقات گۇرۇپپىلىرى 2001-يىلدىن باشلاپ ئۆزىگە خاس لازېرلىق كۆتۈرۈش تېخنىكىسىنى تەرەققىي قىلدۇرۇپ كەلدى ۋە ھازىر بۇنى چوڭ دىئامېتىرلىق SiC لازېرلىق كېسىش ۋە نېپىزلىتىشكىمۇ كېڭەيتتى. ئۇلار تۆۋەندىكىدەك ئىقتىدارغا ئىگە بولغان ئۈلگە سىستېمىسى ۋە كېسىش جەريانلىرىنى تەرەققىي قىلدۇردى: 4-6 دىيۇملۇق يېرىم ئىزولياتسىيەلىك SiC ۋاپشىلىرىنى كېسىش ۋە نېپىزلىتىش 6-8 دىيۇملۇق ئۆتكۈزگۈچ SiC قۇيمىلىرىنى كېسىش ئىقتىدار ئۆلچىمى: 6-8 دىيۇملۇق يېرىم ئىزولياتسىيەلىك SiC: كېسىش ۋاقتى 10-15 مىنۇت/ۋاپشىر؛ ماتېرىيال يوقىتىش <30 μm6-8 دىيۇملۇق ئۆتكۈزگۈچ SiC: كېسىش ۋاقتى 14-20 مىنۇت/ۋاپشىر؛ ماتېرىيال يوقىتىش <60 μm
مۆلچەرلىنىشىچە، ۋافلىنىڭ مەھسۇلات مىقدارى %50 تىن ئارتۇق ئاشقان
كېسىشتىن كېيىن، ۋافلىلار سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇشتىن كېيىن دۆلەت گېئومېتىرىيە ئۆلچىمىگە ئۇيغۇن كېلىدۇ. تەتقىقاتلار يەنە لازېر تەسىرىدىن كېلىپ چىققان ئىسسىقلىق ئېففېكتىنىڭ ۋافلىلارنىڭ بېسىمى ياكى گېئومېتىرىيەسىگە كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسەتمەيدىغانلىقىنى كۆرسەتتى.
ئوخشاش ئۈسكۈنىلەر ئالماس، GaN ۋە Ga₂O₃ يەككە كىرىستاللىرىنى كېسىشنىڭ مۇمكىنلىكىنى تەكشۈرۈشكىمۇ ئىشلىتىلگەن.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2025-يىلى 5-ئاينىڭ 23-كۈنى