Silisiumkarbid er et tredjegenerasjons halvledermateriale med utmerket ytelse, preget av gode optiske egenskaper, kjemisk treghet, utmerkede fysiske egenskaper, inkludert båndgapbredde, høy nedbrytningsspenning, høy varmeledningsevne og høy temperaturmotstand, etc., ofte som en ny generasjon av høyfrekvente, høyeffekts enheter som underlagsmateriale, mye brukt i high-end produksjonsområder, for eksempel en ny generasjon av elektronisk industrielt utstyr, romfart og så videre. Spesielt fremtredende er økningen de siste årene og voksende bilindustri med ny energi, det anslås at i 2025 er Kinas nye energikjøretøy årlig produksjon på nesten 6 millioner, etterspørselen etter kraftbrikker for 1000-2000 / bil, hvorav mer enn 50 prosent for silisiumkarbidbrikken.
I samspillet mellom laser og silisiumkarbidmateriale, kontinuerlig laser, lang puls laser og til og med nanosekunder kort puls laser og materialreaksjon er hovedsakelig termisk effekt, dets prosesseringsprinsipp er en laserstråle med høy effekttetthet fokusert på overflaten av materialet for oppvarming, smeltebehandling. Picosekund, femtosekund ultrakort pulslaser fokusert på materialoverflaten er basert på fjerning av materialionisering, som tilhører den ikke-tradisjonelle følelsen av kaldbehandlingsbehandling.
I silisiumkarbid halvlederwafer bak-kanal prosessen, behovet for individuell wafer merking, kutting, skjæring, pakking og andre trinn, og til slutt bli en komplett kommersiell brikke, der wafer merking, kutte prosessen har gradvis begynt å bruke laseren prosessutstyr for å erstatte det tradisjonelle mekaniske prosessutstyret for å håndtere fordelene med høy effektivitet, gode resultater og lite materialtap.
01. Laser wafer merking applikasjoner
I silisiumkarbid wafer chip produksjonsprosessen, for å ha chip distinksjon, sporbarhet og andre funksjoner, behovet for hver chip var unik strekkodemerking. Den tradisjonelle chipmerkingsmetoden er vanligvis blekktrykk eller mekanisk nålegravering, etc., lav effektivitet, stor mengde forbruksvarer og andre mangler. Lasermerking som en berøringsfri behandlingsmetoder, med liten skade på brikken, høy behandlingseffektivitet, prosessen uten forbruksvarer fordeler, spesielt i waferen mer og mer tynn og lett på behandlingskvalitet og presisjonskrav til trenden med sin fordelene er mer åpenbare.
Laser wafer markeringslaser velges vanligvis i henhold til brukerbehov eller materialegenskaper, for silisiumkarbidwafere bruker vanligvis nanosekund eller pikosekund ultrafiolett laser. Nanosekund UV-lasere er rimeligere, egnet for de fleste wafermaterialer og er mer utbredt. Picosecond ultrafiolett laser er mer tilbøyelig til kald behandling, merking klarere og mer effektiv, egnet for å markere høyere krav til materialer og prosesser. Laser gjennom den eksterne optiske banen for overføring, stråleutvidelse inn i galvanometerskanningssystemet, og til slutt gjennom feltspeilet fokusert på overflaten av materialet, merking av innhold i henhold til behandlingskartfilen ved å oppnå galvanometerskanning.
Silisiumkarbidskive nanosekund UV-lasermarkeringseffekt, tegnhøyde 1,62 mm, tegnbredde 0,81 mm, dybde 50 μm, omgivende fremspringshøyde 5 μm.
02. Laser Back Gold Fjerningsprosess
Etter å ha fullført produksjonen av et antall brikker på hele silisiumkarbidplaten, er det nødvendig å kutte og kutte den for å få en uavhengig brikke inn i back-end-forseglings- og testprosessen. Silisiumkarbidbrikker må gullbelegges (dreneres) på baksiden under produksjonsprosessen, så baksidens gull- og silisiumkarbidsubstratmaterialer må kuttes og separeres sammen under kutting og skjæring.
For skjæreprosessen av silisiumkarbidwafer, den tradisjonelle prosesseringsmetoden for diamantknivskjæring, har denne mekaniske slipeprosessen fordelen av svært moden teknologi, markedsandelen er svært høy, manglene ved prosesseringseffektiviteten er lav, prosesseringsprosessen for forbruksvarer (rent vann, verktøyslitasje osv.) bruk av store mengder sponmaterialer, for eksempel store tap. Spesielt den bakre gullfjerningsdelen, på grunn av metallets duktilitet, må knivhjulets skjærehastighet reduseres til en veldig lav og lett å få metallet krøllet i bladet og dermed påvirke skjærekvaliteten. Laserbehandling er en berøringsfri prosess, prosessen krever ikke forbruksvarer, høy behandlingseffektivitet, god behandlingskvalitet, basert på disse fordelene i ryggen gullfjerning og skjæring og skjæring av de to prosessene øker gradvis i applikasjonen.
Laserprosess for fjerning av rygggull bruker vanligvis nanosekund eller picosecond ultrafiolett laser som en lyskilde, med passende fokuseringsskjærehode og presisjonsmotorbevegelsesplattform til kollimert måte å behandle, generelt fjerner bakgulltykkelsen på 10 μm eller mindre, fjerning av bredde på ikke mindre enn halvparten av frontkanalen. Silisiumkarbidplaten vendes om (forsiden med spor vender ned, og baksiden av gullet vender opp) på en gjennomsiktig adsorpsjonsjigg, og den nedre CCD griper wafersporene gjennom den gjennomsiktige jiggen for justering, og deretter laseren på toppen av jiggen fokuserer på den bakre gullsiden av waferen som tilsvarer plasseringen av sporene for behandling av bakgullfjerning.
Picosecond UV-laser bakside gull fjerning effekt på silisiumkarbid wafer med backing gull, front side grøft bredde er 100μm, backing gull fjerning bredde er mer enn 50μm, og fjerning dybde er ca 3μm.
03. Laser usynlig modifisert skjæreprosess
Den neste prosessen etter fullføringen av prosessen for fjerning av bakgull er laser usynlig modifisert skjæring, prinsippet er å bruke den fokuserende objektivlinsen til å fokusere en spesifikk bølgelengde av laserstrålen på materialet som skal behandles inne i dannelsen av en viss bredde på det modifiserte laget, og de øvre og nedre overflatene av materialet er ikke skadet, og deretter under påvirkning av den ytre kraften gjennom utvidelse av sprekker for å utføre sprekkene, for å få den nødvendige partikkelbrikken.
For silisiumkarbidskiver med gullbakside fjernet, kan fjerningsoverflaten forårsake en reduksjon i lasertransmisjon på grunn av gullbaksiderester eller silisiumkarbidskade, noe som gjør det vanskelig å oppnå en god snikskjæringseffekt, så laseren må falle inn fra kanalen overflate for kutting. Laserskjæring av silisiumkarbid bruker vanligvis en pikosekund infrarød laser som lyskilde, og den nær-infrarøde bølgelengden kan bedre trenge gjennom silisiumkarbiden og fokusere på materialet for å danne en modifisert sone.
Tykkelsen på silisiumkarbidskiver varierer fra 100 μm til 400 μm avhengig av brikkekravene og prosessen, og vanligvis har et enkelt usynlig kutt ikke en stor nok re-modelleringssone til å fullføre en høykvalitets lob, så det er nødvendig å flytte fokuspunktet for flere usynlige kutt. I denne prosessen, på grunn av den store brytningsindeksen til silisiumkarbidmaterialet til laseren og samtidig trenger å sikre at det ikke kan skade de øvre og nedre overflatene, flytte fokuset til Z-aksens presisjonskrav er svært høye, vanligvis trenger å legge fokus på funksjonen til tilhengere, fokus på behandlingen overflaten forårsaket av oppturer og nedturer forårsaket av endringen i deteksjon og sanntidskompensasjon.
Silisiumkarbid er et hardt materiale som er vanskelig å skjære, så en mekanisk klyver brukes til å skjære prøven etter at den usynlige kuttingen er fullført.
I de siste årene med utviklingen av teknologi og innovasjon, øker markedet for silisiumkarbidbrikker, produksjonen av brikker i prosessen som er tilgjengelig for laserbehandlingen av feltet øker også gradvis, Huagong laser griper mulighetene for utvikling av industrien, dyptgående forskning og utvikling av silisiumkarbidwafere laserprosesseringsteknologi og dens anvendelser, har vært rundt wafer-merking, fjerning av bakgull, laser usynlig teksturmodifikasjonsskjæring og andre relaterte prosesser for å lansere en serie "Laser pluss intelligent produksjon"-løsninger, og for at industrien skal utvikle en langsiktig samarbeidsplan for industri, akademia, forskning og bruk, for utvidelse av markedet for intelligent laserutstyr, er realiseringen av lokalisering av avansert utstyr svært viktig. Oversatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversjon)
