Påføring av Picosecond-lasere for kutting av silisiumkarbidsubstrater

Et substrat er det underliggende materialet til en halvlederbrikke, som hovedsakelig spiller rollene som fysisk støtte, termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne. Silisiumkarbid har høyere elektrisk ledningsevne og sterkere termisk stabilitet enn tradisjonelle silisiummaterialer, er et av de ideelle materialene for å lage høytemperatur, høyfrekvente, høyeffekts, høyspenningsenheter, som er mye brukt i solenergi, kjøretøykomponenter , ladebunker, strømforsyninger og andre mange områder av livet og produksjonen.
Fremstilling av silisiumkarbidsubstrat må gå gjennom råmaterialsyntese, krystallvekst, krystallskjæring, waferfresing og prosessering, samt rengjøring, polering, testing og mange andre koblinger. Kutteledd er en av nøkkelleddene, på grunn av den store hardheten til silisiumkarbid, Mohs-hardhet på 9,5 og høy sprøhet, noe som gjør skjæring av prosessleddet vanskelig, høy bruddhastighet, noen data viser at utbyttet av prosesseringsleddene av silisiumkarbid er ca 70 %, kostnaden utgjorde ca 50 %. Derfor bidrar forbedringen av skjæreutbyttet til å redusere kostnadene ved produksjon av silisiumkarbidsubstrat, men også i tråd med halvlederindustriens forventninger til kostnadsreduksjon og effektivitet av silisiumkarbidbehandling.
For tiden er det tradisjonelle skjæreprogrammet for silisiumkarbidmaterialer i ferd med diamanttrådskjæring i stedet for mørteltrådskjæring, men det er fortsatt problemer som høyere tap og høyere kostnader for skjæring av forbruksvarer. Laserskjæring, som et alternativ til flertrådsskjæring, har fordeler med hensyn til nøyaktighet, kutteeffektivitet, tap, produktutbytte, etc., noe som bidrar til å redusere kostnadene for silisiumkarbid, og dermed akselerere penetrasjonen av ferdige produkter i halvledermarkedet med silisium karbid som substratmateriale.

Ultraraske pikosekundlasere med pikosekundpulsbredder er svært effektive verktøy for å kutte silisiumkarbidsubstratmaterialer. Basert på markedets etterspørsel etter laserskjæring av silisiumkarbidsubstratmaterialer, har Nuffy Optoelectronics i stor grad utforsket laserskjæring av silisiumkarbid med sin egenutviklede picosekundlaser som lyskilde. Pulsbredden til denne pikosekundlaseren er rundt 10ps, strålekvaliteten er utmerket (M²<1.3), and the pulse stability and power stability are very high, both less than 1% RMS. The ultra-high stability can provide a long-lasting and reliable output for the cutting process, which ensures the requirements of industrial-grade scenario cutting applications, as well as a higher consistency of the cutting to enhance the yield rate.
Når laseren påføres silisiumkarbidmaterialet med en pulstid på pikosekunder, med pulsenergien som øker kraftig, kan den ultrahøye toppeffekten lett strippe det ytre laget av elektroner, noe som gjør at elektronene bryter fra bindingen av atomer og danne plasma, og deretter realisere fjerningen av materialet, som er en kald prosesseringsprosess. Kaldbehandlingen av picosecond-laser er mer vennlig mot de harde og sprø egenskapene til silisiumkarbid, og den er mindre utsatt for flising, så vel som sprekker ved skjæring. Når laserstrålen beveger seg over overflaten av materialet, danner den en spalte med en veldig smal bredde, og fullfører skjæringen av materialet.
Samtidig er laserinteraksjonstiden med materialet veldig kort, bare ca. 10 ps, ​​ionene ablateres fra overflaten av materialet før energien overføres til det omkringliggende materialet, og det er ingen termisk påvirkning på omgivelsene. materiale, og den varmepåvirkede sonen er svært liten. Dessuten er det berøringsfri skjæring uten mekanisk påkjenning, noe som gjør skjæring av silisiumkarbid svært effektiv, med små skjærespalter og høy materialutnyttelse, både pålitelig ytelse og kostnadsfordeler, og kan være et ideelt erstatningsutstyr for skjæreteknologi av silisiumkarbiddiamanttråd. .

Silisiumkarbidsubstrat i stor størrelse bidrar til å realisere kostnadsreduksjon og effektivitet, og har blitt en vanlig utviklingstrend. Jo større substratstørrelsen er, jo mer flis kan produseres per enhet substrat, og dermed lavere kostnad per enhet flis, mens reduksjonen av kantavfall vil redusere kostnadene for flisproduksjon ytterligere. I følge medierapporter er den nåværende globale mainstream-størrelsen på silisiumkarbidsubstrat 6 tommer i overgang til 8-tommers substrat, mainstreamstørrelsen på det innenlandske silisiumkarbidsubstratet er 4 tommer og overgangen til 6- tommers substrat, forventes å 2025 ~ 2030 6-tommers wafere i det innenlandske markedet vil etterspørselen vokse til 600,000 stykker. Større størrelse betyr høyere prosesseringsvansker, under den nye situasjonen i den nye perioden vil Nuffield Optoelectronics være basert på dagens markedsetterspørsel etter vitenskapelige og teknologiske grenser, trappe opp vitenskapelig forskning og eksperimentell leting etter halvlederindustriens gjennombrudd i utviklingen av empowerment.