Como representante líder de los semiconductores de tercera generación, el carburo de silicio (SiC) está redefiniendo el futuro de los dispositivos de potencia y RF. Gracias a su amplia banda prohibida, alta conductividad térmica y excepcional intensidad de campo de ruptura, el SiC se ha convertido en el material predilecto para MOSFET, componentes de RF y otros dispositivos de alto rendimiento en aplicaciones como vehículos eléctricos, sistemas de energía industriales y comunicaciones 5G.
Sin embargo, a pesar de su creciente popularidad, el SiC sigue siendo notoriamente difícil de procesar, especialmente cuando se trata de cortar obleas.
El desafío: cortar obleas de SiC en cubitos
La dureza Mohs de 9,2 del SiC y su alta estabilidad química presentan importantes desafíos en la separación de obleas. Esta dificultad se intensifica cuando las líneas de corte incluyen llaves de prueba metálicas, capas de pasivación de SiO₂ o recubrimientos de poliimida (PI), comunes en la fabricación de dispositivos de potencia. Las soluciones de corte convencionales tienen dificultades para equilibrar la productividad, el rendimiento y la longevidad de la herramienta.
Métodos comunes de corte de SiC y sus limitaciones:
- Corte de cuchillas: sufre un rápido desgaste de la herramienta, baja eficiencia y gran pérdida de material.
- Trazado de diamante: limitado por la pobre verticalidad de las paredes laterales y la débil compatibilidad con diversas estructuras.
- Ablación láser: Propenso a baja eficiencia de procesamiento, alto daño térmico y formación de residuos.
- Corte sigiloso: enfrenta dificultades para cortar la metalización de la parte posterior, las capas de PI y los patrones de superficie.
Como resultado, ningún método tradicional satisface por completo la demanda de la industria de corte de obleas de SiC con alta precisión y alta eficiencia.
Enfoque actual: corte sigiloso + ranurado auxiliar
La solución más utilizada actualmente es una combinación de corte discreto con ranurado auxiliar. Si bien este proceso combinado ofrece una buena compatibilidad de materiales y un rendimiento decente, también presenta desventajas:
- Aumento de la superficie ocupada por el equipo
- Flujo de proceso más complejo
- Mayores costos de mantenimiento y operación
Esto deja a la industria en la urgente necesidad de una solución de corte en cubitos más optimizada, rentable y universalmente compatible.
El gran avance: tecnología de corte láser invisible Di-Sync™
Para abordar estas limitaciones críticas, Han’s Laser presentó Di-Sync™, una tecnología avanzada de corte sigiloso diseñada para el procesamiento de obleas de SiC. Basándose en décadas de innovación en procesos láser, Di-Sync™ realiza dos acciones clave simultáneamente:
- Modificación interna del material
- Escritura de la estructura de la interfaz
Este enfoque sincronizado permite un corte limpio y eficiente en todos los tipos de obleas de SiC, incluidas aquellas con capas complejas de pasivación y metalización.
Proceso de tecnología de corte láser sigiloso
Efecto del proceso de corte sigiloso con láser
Efecto de expansión de película de obleas de SiC después del procesamiento Di-Sync
Parámetros del dispositivo
| Artículo | Corte Sigiloso en Cubos + Ranurado Auxiliar | Corte Sigiloso Di-Sync™ |
| Pasos del Proceso | Proceso Complejo (Ranurado de metal en la parte posterior → Inversión de la película → Corte oculto → Ranurado frontal → Corte → Expansión de la película) | Proceso Simplificado (Di-Sync™ Stealth: corte → corte → expansión de película) |
| Equipo Total Requerido | Más (5 unidades) | Menos (3 unidades) |
| Proceso de Volteo de Película | Requerir | No requerido |
| Ranurado de Metal en la Parte Trasera | Requerir | No requerido |
| Zona Afectada por el Calor (ZAT) | El Proceso de Ranurado Láser Provoca Efectos Térmicos. | No ZAT |
| Eficiencia de Procesamiento | Lento (~ 40 min por oblea) | Rápido (promedio <15 min por oblea) |
| Costo por oblea | Alto | Bajo |
| Cabezal láser | Dos unidades | Una unidad |
| Costo de Mantenimiento | Alto | Bajo |
Ventajas clave de la tecnología Di-Sync™
Di-Sync™ ofrece ventajas únicas en el corte de obleas de SiC en múltiples dimensiones:
1. Calidad de corte superior
- Cortes limpios y sin grietas
- Sin astillas en los bordes ni cortes serpenteantes
- Separación limpia sin desgarro de PI ni delaminación de la parte posterior
- No hay aparición de cristales gemelos
2. Flujo de proceso simplificado
- Elimina la necesidad de múltiples máquinas y pasos auxiliares.
- Admite líneas de fabricación totalmente automatizadas y de alto rendimiento.
3. Menores costos de equipo y mantenimiento
- Se requieren menos sistemas para obtener el mismo rendimiento o uno mejor
- Reducción del tiempo de inactividad y la complejidad del mantenimiento
4. Alta compatibilidad
Totalmente compatible con diversas estructuras de obleas de SiC
Ampliable a otros sustratos semiconductores en el futuro
Potenciando la fabricación de semiconductores
La tecnología de corte discreto Di-Sync™ de Han’s Laser representa un gran avance tanto en la eficiencia del proceso como en la optimización del rendimiento para la producción de dispositivos basados en SiC. Al integrar técnicas láser innovadoras con un diseño de sistemas inteligente, Di-Sync™ no solo simplifica el corte de obleas de SiC, sino que también ofrece a los fabricantes una solución más fiable, de alto rendimiento y rentable.
Más allá del SiC, esta innovadora tecnología también se está adaptando a otros materiales de sustrato, lo que destaca su escalabilidad y potencial a largo plazo en el panorama de los semiconductores.
A medida que la demanda de materiales de banda ancha continúa creciendo, Di-Sync™ está listo para convertirse en una fuerza impulsora en la innovación de semiconductores, brindando la precisión, eficiencia y flexibilidad necesarias para impulsar las tecnologías del mañana.