Penggunaan Laser Picosecond untuk Memotong Substrat Silikon Karbida

Substrat ialah bahan asas cip semikonduktor, yang memainkan peranan terutamanya sokongan fizikal, kekonduksian terma dan kekonduksian elektrik. Silikon karbida mempunyai kekonduksian elektrik yang lebih tinggi dan kestabilan terma yang lebih kuat daripada bahan silikon tradisional, merupakan salah satu bahan yang sesuai untuk membuat peranti bersuhu tinggi, frekuensi tinggi, berkuasa tinggi, voltan tinggi, yang digunakan secara meluas dalam tenaga suria, komponen kenderaan. , cerucuk pengecasan, bekalan kuasa kuasa, dan pelbagai bidang kehidupan dan pengeluaran yang lain.
Pembuatan substrat silikon karbida perlu melalui sintesis bahan mentah, pertumbuhan kristal, pemotongan kristal, pengilangan dan pemprosesan wafer, serta pembersihan, penggilapan, ujian dan banyak pautan lain. Pautan pemotongan adalah salah satu pautan utama, kerana kekerasan besar silikon karbida, kekerasan Mohs 9.5, dan kerapuhan yang tinggi, menjadikan pemotongan pautan pemprosesan sukar, kadar pecah yang tinggi, beberapa data menunjukkan bahawa hasil pautan pemprosesan silikon karbida adalah kira-kira 70%, kos menyumbang kira-kira 50%. Oleh itu, peningkatan kadar hasil pemotongan, membantu mengurangkan kos pembuatan substrat silikon karbida, tetapi juga selaras dengan jangkaan industri semikonduktor untuk pengurangan kos dan kecekapan pemprosesan silikon karbida.
Pada masa ini, program pemotongan tradisional untuk bahan silikon karbida sedang dalam proses pemotongan dawai berlian dan bukannya pemotongan dawai mortar, tetapi masih terdapat masalah seperti kehilangan yang lebih tinggi dan kos pemotongan bahan habis yang lebih tinggi. Pemotongan laser, sebagai alternatif kepada pemotongan berbilang wayar, mempunyai kelebihan dalam ketepatan, kecekapan pemotongan, kehilangan, hasil produk, dan lain-lain, yang membantu mengurangkan kos silikon karbida, sekali gus mempercepatkan penembusan produk siap dalam pasaran semikonduktor dengan silikon karbida sebagai bahan substrat.

Laser picosaat ultra pantas dengan lebar nadi picosecond ialah alat yang sangat cekap untuk memotong bahan substrat silikon karbida. Berdasarkan permintaan pasaran untuk pemotongan laser bahan substrat silikon karbida, Nuffy Optoelektronik telah meneroka secara meluas pemotongan laser silikon karbida dengan laser picosecond yang dibangunkan sendiri sebagai sumber cahaya. Lebar nadi laser picosecond ini adalah sekitar 10ps, kualiti pancaran sangat baik (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.
Apabila laser digunakan pada bahan silikon karbida dengan masa nadi picosaat, dengan tenaga nadi meningkat secara mendadak, kuasa puncak ultra-tinggi dengan mudah boleh menanggalkan lapisan luar elektron, menjadikan elektron terlepas daripada pengikatan atom dan membentuk plasma, dan kemudian menyedari penyingkiran bahan, yang merupakan proses pemprosesan sejuk. Pemprosesan sejuk laser picosecond lebih mesra kepada ciri keras dan rapuh silikon karbida, dan ia kurang terdedah kepada kerepek, serta retak apabila memotong. Apabila pancaran laser bergerak di atas permukaan bahan, ia membentuk celah dengan lebar yang sangat sempit, dan melengkapkan pemotongan bahan.
Pada masa yang sama, masa interaksi laser dengan bahan adalah sangat singkat, hanya kira-kira 10 ps, ​​ion-ion dihilangkan dari permukaan bahan sebelum tenaga dipindahkan ke bahan sekeliling, dan tidak ada kesan terma pada sekeliling. bahan, dan zon yang terjejas haba adalah sangat kecil. Selain itu, ia adalah pemotongan tanpa sentuhan tanpa tekanan mekanikal, yang menjadikan pemotongan silikon karbida sangat cekap, dengan celah pemotongan kecil dan penggunaan bahan yang tinggi, kedua-dua prestasi yang boleh dipercayai dan kelebihan kos, dan boleh menjadi peralatan pengganti yang ideal untuk teknologi pemotongan wayar berlian silikon karbida. .

Substrat silikon karbida bersaiz besar membantu merealisasikan pengurangan dan kecekapan kos, dan telah menjadi trend pembangunan arus perdana. Lebih besar saiz substrat, lebih banyak cip boleh dihasilkan setiap unit substrat, dengan itu lebih rendah kos seunit cip, manakala pengurangan sisa tepi akan mengurangkan lagi kos pengeluaran cip. Menurut laporan media, saiz arus perdana global semasa substrat silikon karbida 6 inci, sedang dalam peralihan kepada 8-substrat inci, saiz arus perdana substrat silikon karbida domestik ialah 4 inci dan peralihan kepada 6- substrat inci, dijangka 2025 ~ 2030 6-wafer inci dalam permintaan pasaran domestik akan meningkat kepada 600,000 keping. Saiz yang lebih besar bermakna kesukaran pemprosesan yang lebih tinggi, di bawah situasi baharu dalam tempoh baharu, Nuffield Optoelektronik akan berdasarkan permintaan pasaran semasa bagi sempadan sains dan teknologi, meningkatkan penyelidikan saintifik dan penerokaan eksperimen untuk penemuan industri semikonduktor dalam pembangunan pemerkasaan.