Aplicació de làsers de picosegons per al tall de substrats de carbur de silici

Un substrat és el material subjacent d'un xip semiconductor, que fa principalment el paper de suport físic, conductivitat tèrmica i conductivitat elèctrica. El carbur de silici té una conductivitat elèctrica més alta i una estabilitat tèrmica més forta que els materials de silici tradicionals, és un dels materials ideals per fabricar dispositius d'alta temperatura, alta freqüència, alta potència i alt voltatge, que s'utilitzen àmpliament en l'energia solar, components del vehicle. , piles de càrrega, fonts d'alimentació i altres moltes àrees de la vida i la producció.
La fabricació de substrats de carbur de silici ha de passar per síntesi de matèries primeres, creixement de cristalls, tall de cristalls, fresat i processament d'hòsties, així com neteja, poliment, proves i molts altres enllaços. L'enllaç de tall és un dels enllaços clau, a causa de la gran duresa del carbur de silici, la duresa de Mohs de 9,5 i l'alta fragilitat, dificultant el tall de l'enllaç de processament, l'alta taxa de trencament, algunes dades mostren que el rendiment de l'enllaç de processament de carbur de silici és al voltant del 70%, el cost va representar al voltant del 50%. Per tant, la millora de la taxa de rendiment de tall ajuda a reduir el cost de la fabricació de substrats de carbur de silici, però també d'acord amb les expectatives de la indústria dels semiconductors per a la reducció de costos i l'eficiència del processament de carbur de silici.
Actualment, el programa de tall tradicional per a materials de carbur de silici està en procés de tall de filferro de diamant en lloc de tall de filferro de morter, però encara hi ha problemes com ara una major pèrdua i un major cost dels consumibles de tall. El tall per làser, com a alternativa al tall de múltiples fils, té avantatges en precisió, eficiència de tall, pèrdua, rendiment del producte, etc., que ajuda a reduir el cost del carbur de silici, accelerant així la penetració dels productes acabats al mercat de semiconductors amb silici. carbur com a material de substrat.

Els làsers de picosegons ultra ràpids amb amplades de pols de picosegons són eines molt eficients per tallar materials de substrat de carbur de silici. Basant-se en la demanda del mercat de tall per làser de materials de substrat de carbur de silici, Nuffy Optoelectronics ha estat explorant àmpliament el tall per làser de carbur de silici amb el seu làser de picosegons desenvolupat com a font de llum. L'amplada del pols d'aquest làser de picosegons és d'uns 10ps, la qualitat del feix és excel·lent (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.
Quan el làser s'aplica al material de carbur de silici amb un temps de pols de picosegons, amb l'energia del pols que augmenta bruscament, la potència màxima ultra alta pot treure fàcilment la capa exterior d'electrons, fent que els electrons es trenquin de la unió dels àtoms i formant plasma i després realitzant l'eliminació del material, que és un procés de processament en fred. El processament en fred del làser de picosegons és més amigable amb les característiques dures i trencadisses del carbur de silici, i és menys propens a trencar-se, així com a esquerdar-se en tallar. A mesura que el raig làser es mou sobre la superfície del material, forma una escletxa amb una amplada molt estreta i completa el tall del material.
Al mateix temps, el temps d'interacció del làser amb el material és molt curt, només uns 10 ps, ​​els ions s'eliminen de la superfície del material abans que l'energia es transfereixi al material circumdant i no hi ha impacte tèrmic a l'entorn. material i la zona afectada per la calor és molt petita. A més, és un tall sense contacte sense tensió mecànica, cosa que fa que el tall de carbur de silici sigui molt eficient, amb petites ranures de tall i una gran utilització del material, tant un rendiment fiable com avantatges de cost, i pot ser un equip de substitució ideal per a la tecnologia de tall de filferro de diamant de carbur de silici. .

El substrat de carbur de silici de gran mida ajuda a reduir els costos i l'eficiència, i s'ha convertit en una tendència de desenvolupament principal. Com més gran sigui la mida del substrat, més xips es poden produir per unitat de substrat, per tant, menor serà el cost per unitat de xip, mentre que la reducció de residus de vora reduirà encara més el cost de producció de xip. Segons els informes dels mitjans de comunicació, la mida global actual del substrat de carbur de silici de 6 polzades està en transició al substrat de 8-polzades, la mida principal del substrat de carbur de silici domèstic és de 4 polzades i la transició a 6- substrat de polzades, s'espera que el 2025 ~ 2030 6-hòsties de polzades a la demanda del mercat intern creixerà fins a 600,000 peces. Una mida més gran significa una major dificultat de processament, sota la nova situació del nou període, Nuffield Optoelectronics es basarà en la demanda actual del mercat de fronteres de ciència i tecnologia, intensificarà la investigació científica i l'exploració experimental per a avenços de la indústria dels semiconductors en el desenvolupament de l'empoderament.