Pikosekundinių lazerių taikymas silicio karbido substratams pjauti

Substratas yra pagrindinė puslaidininkinio lusto medžiaga, kuri daugiausia atlieka fizinės atramos, šilumos laidumo ir elektros laidumo funkcijas. Silicio karbidas turi didesnį elektros laidumą ir stipresnį šiluminį stabilumą nei tradicinės silicio medžiagos, yra viena iš idealių medžiagų aukštos temperatūros, aukšto dažnio, didelės galios, aukštos įtampos prietaisams, plačiai naudojamiems saulės energijai, transporto priemonių komponentams gaminti. , įkrovimo poliai, maitinimo šaltiniai ir daugelis kitų gyvenimo ir gamybos sričių.
Silicio karbido substrato gamybai reikia atlikti žaliavų sintezę, kristalų auginimą, kristalų pjaustymą, plokštelių frezavimą ir apdorojimą, taip pat valymą, poliravimą, bandymus ir daugybę kitų sąsajų. Pjovimo jungtis yra viena iš pagrindinių grandžių dėl didelio silicio karbido kietumo, Moso kietumo 9,5 ir didelio trapumo, todėl apdorojimo grandies pjovimas sunkus, didelis lūžimo greitis, kai kurie duomenys rodo, kad silicio karbido apdorojimo jungties išeiga yra apie 70 proc., sąnaudos sudarė apie 50 proc. Todėl pjovimo derlingumo gerinimas padeda sumažinti silicio karbido substrato gamybos sąnaudas, bet taip pat atitinka puslaidininkių pramonės lūkesčius sumažinti sąnaudas ir silicio karbido apdorojimo efektyvumą.
Šiuo metu tradicinė silicio karbido medžiagų pjovimo programa yra pjaustoma deimantine viela, o ne skiediniu, tačiau vis dar yra problemų, tokių kaip didesni nuostoliai ir didesnės eksploatacinių medžiagų pjovimo išlaidos. Pjovimas lazeriu, kaip alternatyva kelių laidų pjovimui, turi pranašumų tikslumu, pjovimo efektyvumu, nuostoliais, produkto išeiga ir kt., o tai padeda sumažinti silicio karbido savikainą, taip pagreitinant gatavų gaminių skverbimąsi į puslaidininkių su siliciu rinką. karbidas kaip pagrindo medžiaga.

Itin greiti pikosekundiniai lazeriai su pikosekundiniu impulsų pločiu yra labai veiksmingi įrankiai, skirti pjaustyti silicio karbido pagrindo medžiagas. Atsižvelgdama į rinkos paklausą pjaustyti lazeriu silicio karbido pagrindo medžiagas, „Nuffy Optoelectronics“ plačiai tiria silicio karbido pjovimą lazeriu, naudodama savo sukurtą pikosekundinį lazerį kaip šviesos šaltinį. Šio pikosekundinio lazerio impulso plotis yra apie 10ps, spindulio kokybė puiki (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.
Kai lazeris taikomas silicio karbido medžiagai, kai impulso laikas yra pikosekundės, o impulso energija staigiai didėja, ypač didelė didžiausia galia gali lengvai pašalinti išorinį elektronų sluoksnį, todėl elektronai atitrūksta nuo atomų surišimo ir formuojant plazmą, o tada realizuojant medžiagos pašalinimą, o tai yra šalto apdorojimo procesas. Šaltasis pikosekundinio lazerio apdorojimas yra draugiškesnis kietoms ir trapioms silicio karbido savybėms, be to, jis yra mažiau linkęs skilti ir įtrūkti pjaunant. Kai lazerio spindulys juda per medžiagos paviršių, jis sudaro labai siaurą plyšį ir užbaigia medžiagos pjovimą.
Tuo pačiu metu lazerio sąveikos su medžiaga laikas yra labai trumpas, tik apie 10 ps, ​​jonai pašalinami nuo medžiagos paviršiaus, kol energija perduodama aplinkinei medžiagai, o aplinkai nėra terminio poveikio. medžiaga, o šilumos veikiama zona yra labai maža. Be to, tai yra nekontaktinis pjovimas be mechaninio įtempimo, todėl silicio karbido pjovimas yra labai efektyvus, su mažais pjovimo plyšiais ir dideliu medžiagų panaudojimu, tiek patikimu našumu, tiek sąnaudomis, ir gali būti ideali pakaitinė įranga silicio karbido deimantinės vielos pjovimo technologijoms. .

Didelio dydžio silicio karbido substratas padeda sumažinti sąnaudas ir efektyvumą ir tapo pagrindine plėtros tendencija. Kuo didesnis substrato dydis, tuo daugiau drožlių galima pagaminti vienam substrato vienetui, taigi tuo mažesnės lusto vieneto sąnaudos, o sumažėjus kraštų atliekoms, lustų gamybos sąnaudos dar labiau sumažės. Remiantis žiniasklaidos pranešimais, dabartinis pasaulinis silicio karbido substrato dydis yra 6 coliai, pereinama prie 8-colių substrato, pagrindinis vietinio silicio karbido substrato dydis yra 4 coliai ir pereinamas prie 6- colių substrato, tikimasi, kad 2025 m. ~ 2030 6-colių plokštelių paklausa vidaus rinkoje išaugs iki 600,000 vienetų. Didesnis dydis reiškia didesnius apdorojimo sunkumus, atsižvelgiant į naują situaciją naujuoju laikotarpiu, „Nuffield Optoelectronics“ bus pagrįsta dabartine rinkos paklausa mokslo ir technologijų srityse, paspartins mokslinius tyrimus ir eksperimentinius puslaidininkių pramonės pasiekimus plėtojant įgalinimą.