Výrobní proces SiC polovodičových součástek zahrnuje několik kroků, včetně růstu krystalů, krájení, leštění, čištění, oxidace, leptání a balení. Mezi nimi jsou nejkritičtějšími procesy růst krystalů a krájení plátků, protože významně ovlivňují kvalitu substrátu, efektivitu následného zpracování a konečný výkon zařízení.
Řezání kalovým drátem je bezplatná metoda řezání-abrazivním drátem. Kovový drát je přiváděn z výplatní-jednotky přes vodítka drátu a jednotky pro řízení napětí do vodicích kladek. Více kovových drátů na vodicích válečcích tvoří drátěný pás, který se pohybuje určitou lineární rychlostí poháněnou rotací vodících válečků. Současně je jeden-krystalický SiC ingot přiváděn k pásu drátu určitou rychlostí posuvu podávací jednotkou. Jak se ingot pohybuje, kaše nesoucí brusná zrna je rozstřikována na drátěný pás tryskami. Kovový drát pohání kaši, přivádí abraziva do zpracovatelské zóny, přičemž na abraziva působí tlakem. Brusivo provádí řezání v oblasti mísení pevné látky a kapaliny mezi ingotem a kovovým drátem. Při řezání drátem v kalu působí kal jako nosič pro abraziva, poskytuje stabilní disperzi suspendovaných částic, a proto vyžaduje určitou viskozitu. Současně musí břečka vykazovat dobrou tekutost, aby poháněla abraziva spolu s drátovou pilou. Aby se zabránilo nadměrnému nárůstu teploty v řezné zóně, potřebuje kejda také dobrou tepelnou vodivost. V praxi se jako dispergační činidlo pro abraziva běžně používá polyethylenglykol. Řezání pomocí kalového drátu se svými pozoruhodnými výhodami, jako je úzká šířka řezu a rovnoměrná tloušťka řezu, dominuje při řezání materiálů 4H-SiC a je klíčovou technologií pro dosažení vysoce-přesného řezání. Tato technika má však několik jasných nedostatků: za prvé, relativně nízkou účinnost zpracování v důsledku omezené tekutosti kaše a využití abraziva, což má za následek pomalé řezné rychlosti; za druhé, značné plýtvání brusivem během řezání, což vede k nízkému využití brusiva a zvýšeným nákladům na zpracování; navíc používání kejdy vytváří znečištění, což omezuje rozsah jeho použití.
V posledních letech přitahuje technologie řezání diamantovým drátem širokou pozornost díky svým výhodám vysoké účinnosti zpracování, nízkým nákladům na spotřebu drátu a šetrnosti k životnímu prostředí. Řezání diamantovým drátem odstraňuje materiál pomocí diamantových brusiv upevněných na drátové pile jako pevných řezných bodů, které poškrábou povrch krystalu. Diamantový drát je obvykle drát z nerezové oceli potažený vrstvou slitiny na bázi niklu- nebo pryskyřice. Mikro-veliké tvrdé částice jsou jako abraziva zabudovány do slitiny na bázi niklu nebo pryskyřice- prostřednictvím galvanického pokovování, spojování nebo svařování. Během řezání se abraziva přímo dotýkají povrchu ingotu a odstraňují krystalický materiál v zářezu prostřednictvím dvou-opotřebování tělesa. Při krájení křemíkových plátků se často jako tvrdé brusivo používají částice karbidu křemíku (SiC). Pro krájení plátků 4H-SiC se jako brusivo používají diamantové částice. Na rozdíl od kalového drátového řezání tato technika obvykle používá chladicí kapalinu-na vodní bázi, a je proto šetrnější k životnímu prostředí. Tradiční drátové řezání SiC trpí velkými ztrátami materiálu a dlouhými dobami zpracování. Kontaktní-způsob obrábění také přináší poškození defektů a zbytkové napětí, což v některých případech vede ke špatné kvalitě produktu a vysokým výrobním nákladům. Jak se velikosti plátků neustále zvětšují, způsob, jak účinně potlačit defekty a deformace způsobené krájením{18}}a zároveň zajistit efektivitu krájení a využití materiálu, se stalo klíčovým problémem pro další snižování nákladů a zlepšování efektivity v průmyslu SiC.
Technologie laserového odtahu-se svými pozoruhodnými výhodami bez{1}}kontaktního zpracování, vysokou přesností a nízkými ztrátami se ukázala jako klíčový směr k překonání překážek při výrobě substrátů SiC. Tato technologie kombinuje vertikální laserovou modifikaci a řízenou delaminaci krystalů. Jeho jádro spočívá v přesném řízení energie, aby se vytvořilo rozhraní štěpení v předem určené hloubce uvnitř krystalu, čímž se dosáhne vysoce-přesné a vysoce{5}}účinné separace plátků. Tradiční metody laserového zpracování spoléhají hlavně na ablační efekty nebo techniky paralelní modifikace, typicky vhodné pouze pro řezání podél směru dopadu laseru. Naproti tomu technologie laserového odtahování-využívá přesné mechanické struktury nebo povrchové napěťové vrstvy k vyvolání praskání krystalu podél předem určené roviny štěpení, čímž se dosáhne úplné delaminace tenké vrstvy. Tato technologie nabízí významné výhody v oblasti přesnosti řízení, snížení poškození materiálu a široké materiálové použitelnosti, čímž lépe vyhovuje potřebám velkokapacitní průmyslové výroby s nízkými-ztrátami, vysokou-efektivitou{12}}. Metody laserového zpracování účinně zlepšují efektivitu výroby tvrdých a křehkých materiálů, ale kvalita zpracování závisí na přesné kontrole procesních parametrů, jejichž optimalizace přímo ovlivňuje konečný výsledek.
Stručně řečeno, na rozdíl od tradičních metod řezání drátem se technologie bez-laserového zvedání{1}}bezkontaktně účinně vyhýbá problémům, jako je opotřebení řezného nástroje a selhání destičky SiC způsobené mechanickým namáháním, a dosahuje tak vysoké-kvalitní a vysoce přesné{3}}delaminace. Technologie laserového odtahu-výrazně zlepšuje efektivitu zpracování a kvalitu SiC waferů a zároveň snižuje náklady na přípravu SiC substrátů a nabízí vynikající výhody vysoké efektivity výroby a nízkých ztrát materiálu.