炭化ケイ素（SiC）は、国家防衛にとって重要な戦略的材料であるだけでなく、世界の自動車産業とエネルギー産業の基盤となる技術でもあります。SiCウェーハ製造の最初のステップは、バルク成長したSiCインゴットを薄いウェーハにスライスすることです。このスライスプロセスの品質は、その後の薄化および研磨工程の効率と歩留まりを直接決定します。しかし、従来の切断方法では、ウェーハ表面およびサブサーフェスにクラックが発生することが多く、ウェーハの破損率を増加させ、製造コストを押し上げます。したがって、スライス中の表面損傷を最小限に抑えることは、SiCデバイス製造技術を進歩させるために不可欠です。
現在、SiCウェーハのスライスは2つの大きな課題に直面しています。
従来のマルチワイヤーソーイングによる高い材料損失。
SiCの極度の硬度と脆性のため、ソーイングと研磨は技術的に難しく、ウェーハの著しい反り、クラック、過剰な材料の無駄につながることがよくあります。Infineonのデータによると、従来の往復ダイヤモンドワイヤーソーイング法では、スライス段階での材料利用率はわずか約50％です。研削と研磨の後、有効歩留まりは最大75％低下する可能性があり（ウェーハあたりの総損失は約250μm）、使用可能なウェーハの割合は比較的低くなります。
長い処理サイクルと低いスループット。
国際的な生産統計によると、24時間連続運転で10,000枚のウェーハを製造するには、約273日かかります。したがって、ワイヤーソー技術で市場の需要を満たすには、膨大な数の機械と消耗品が必要です。さらに、この方法は、表面粗さの悪化、著しい汚染、および重い環境負荷（粉塵、廃水など）をもたらします。
これらの課題に対処するために、南京大学の修向前教授率いる研究チームは、大口径SiCレーザースライス装置を開発しました。高度なレーザースライス技術を適用することにより、このシステムは材料損失を大幅に削減し、スループットを劇的に向上させます。たとえば、20mmのSiCインゴットを処理する場合、レーザースライスで製造されるウェーハの数は、従来のワイヤーソーイングで達成される数の2倍以上です。さらに、レーザースライスされたウェーハは優れた幾何学的特性を示し、ウェーハの厚さをわずか200μmにまで薄くすることができ、インゴットあたりの歩留まりをさらに向上させます。
このプロジェクトの競争優位性は、その技術的成熟度にあります。大規模レーザースライス装置のプロトタイプはすでに開発されており、以下で正常に実証されています。
4～6インチの半絶縁性SiCウェーハのスライスと薄化6インチ導電性SiCインゴットのスライス
8インチSiCインゴットスライスの継続的な検証このシステムは、より短いスライスサイクル、より高い年間ウェーハ出力、およびウェーハあたりの材料損失の削減を提供し、従来の方法と比較して
50％以上の歩留まりの向上を達成しています。
市場の観点から見ると、大口径SiCレーザースライス装置は、8インチSiCウェーハ製造の中核技術になることが期待されています。現在、そのような装置はほぼ独占的に日本から輸入されており、高コストと輸出制限の可能性があります。レーザースライス/薄化装置の国内需要は
1,000台以上と予測されていますが、今日、成熟した国内サプライヤーは存在しません。したがって、南京大学が開発したシステムは、大きな市場潜在力と莫大な経済的価値を持っています。SiCを超えて、このレーザースライスプラットフォームは、窒化ガリウム（GaN）、酸化ガリウム（Ga₂O₃）、合成ダイヤモンドなど、他の高度な半導体および光学材料にも拡張でき、その産業用途をさらに広げることができます。
炭化ケイ素（SiC）は、国家防衛にとって重要な戦略的材料であるだけでなく、世界の自動車産業とエネルギー産業の基盤となる技術でもあります。SiCウェーハ製造の最初のステップは、バルク成長したSiCインゴットを薄いウェーハにスライスすることです。このスライスプロセスの品質は、その後の薄化および研磨工程の効率と歩留まりを直接決定します。しかし、従来の切断方法では、ウェーハ表面およびサブサーフェスにクラックが発生することが多く、ウェーハの破損率を増加させ、製造コストを押し上げます。したがって、スライス中の表面損傷を最小限に抑えることは、SiCデバイス製造技術を進歩させるために不可欠です。
現在、SiCウェーハのスライスは2つの大きな課題に直面しています。
従来のマルチワイヤーソーイングによる高い材料損失。
SiCの極度の硬度と脆性のため、ソーイングと研磨は技術的に難しく、ウェーハの著しい反り、クラック、過剰な材料の無駄につながることがよくあります。Infineonのデータによると、従来の往復ダイヤモンドワイヤーソーイング法では、スライス段階での材料利用率はわずか約50％です。研削と研磨の後、有効歩留まりは最大75％低下する可能性があり（ウェーハあたりの総損失は約250μm）、使用可能なウェーハの割合は比較的低くなります。
長い処理サイクルと低いスループット。
国際的な生産統計によると、24時間連続運転で10,000枚のウェーハを製造するには、約273日かかります。したがって、ワイヤーソー技術で市場の需要を満たすには、膨大な数の機械と消耗品が必要です。さらに、この方法は、表面粗さの悪化、著しい汚染、および重い環境負荷（粉塵、廃水など）をもたらします。
これらの課題に対処するために、南京大学の修向前教授率いる研究チームは、大口径SiCレーザースライス装置を開発しました。高度なレーザースライス技術を適用することにより、このシステムは材料損失を大幅に削減し、スループットを劇的に向上させます。たとえば、20mmのSiCインゴットを処理する場合、レーザースライスで製造されるウェーハの数は、従来のワイヤーソーイングで達成される数の2倍以上です。さらに、レーザースライスされたウェーハは優れた幾何学的特性を示し、ウェーハの厚さをわずか200μmにまで薄くすることができ、インゴットあたりの歩留まりをさらに向上させます。
このプロジェクトの競争優位性は、その技術的成熟度にあります。大規模レーザースライス装置のプロトタイプはすでに開発されており、以下で正常に実証されています。
4～6インチの半絶縁性SiCウェーハのスライスと薄化6インチ導電性SiCインゴットのスライス
8インチSiCインゴットスライスの継続的な検証このシステムは、より短いスライスサイクル、より高い年間ウェーハ出力、およびウェーハあたりの材料損失の削減を提供し、従来の方法と比較して
50％以上の歩留まりの向上を達成しています。
市場の観点から見ると、大口径SiCレーザースライス装置は、8インチSiCウェーハ製造の中核技術になることが期待されています。現在、そのような装置はほぼ独占的に日本から輸入されており、高コストと輸出制限の可能性があります。レーザースライス/薄化装置の国内需要は
1,000台以上と予測されていますが、今日、成熟した国内サプライヤーは存在しません。したがって、南京大学が開発したシステムは、大きな市場潜在力と莫大な経済的価値を持っています。SiCを超えて、このレーザースライスプラットフォームは、窒化ガリウム（GaN）、酸化ガリウム（Ga₂O₃）、合成ダイヤモンドなど、他の高度な半導体および光学材料にも拡張でき、その産業用途をさらに広げることができます。
