تجهیزات بالابری لیزر نیمه هادی
نمودار تفصیلی
بررسی اجمالی محصولات تجهیزات بالابری لیزری
تجهیزات بلند کردن نیمه‌هادی با لیزر، راهکاری نسل بعدی برای نازک‌سازی پیشرفته شمش در پردازش مواد نیمه‌هادی ارائه می‌دهد. برخلاف روش‌های سنتی ویفرسازی که به سنگ‌زنی مکانیکی، اره‌کاری با سیم الماس یا مسطح‌سازی شیمیایی-مکانیکی متکی هستند، این پلتفرم مبتنی بر لیزر، جایگزینی بدون تماس و غیرمخرب برای جدا کردن لایه‌های بسیار نازک از شمش‌های نیمه‌هادی حجیم ارائه می‌دهد.
تجهیزات برش لیزری نیمه‌رسانا که برای مواد شکننده و با ارزش بالا مانند نیترید گالیوم (GaN)، کاربید سیلیکون (SiC)، یاقوت کبود و آرسنید گالیوم (GaAs) بهینه شده است، برش دقیق لایه‌های نازک در مقیاس ویفر را مستقیماً از شمش کریستالی امکان‌پذیر می‌کند. این فناوری پیشرفته به طور قابل توجهی ضایعات مواد را کاهش می‌دهد، توان عملیاتی را بهبود می‌بخشد و یکپارچگی زیرلایه را افزایش می‌دهد - که همه اینها برای دستگاه‌های نسل بعدی در الکترونیک قدرت، سیستم‌های RF، فوتونیک و میکرو نمایشگرها بسیار مهم هستند.
با تأکید بر کنترل خودکار، شکل‌دهی پرتو و تجزیه و تحلیل برهمکنش لیزر-ماده، تجهیزات بالابری لیزر نیمه‌هادی به گونه‌ای طراحی شده است که به طور یکپارچه در گردش‌های کاری ساخت نیمه‌هادی ادغام شود و در عین حال از انعطاف‌پذیری تحقیق و توسعه و مقیاس‌پذیری تولید انبوه پشتیبانی کند.
فناوری و اصول عملکرد تجهیزات بالابر لیزری
فرآیند انجام شده توسط تجهیزات بلند کردن لیزر نیمه هادی با تابش پرتو لیزر فرابنفش پرانرژی از یک طرف به شمش دهنده آغاز می‌شود. این پرتو به شدت بر روی یک عمق داخلی خاص، معمولاً در امتداد یک سطح مشترک مهندسی شده، متمرکز می‌شود، جایی که جذب انرژی به دلیل کنتراست نوری، حرارتی یا شیمیایی به حداکثر می‌رسد.
در این لایه جذب انرژی، گرمایش موضعی منجر به انفجار سریع در مقیاس میکرو، انبساط گاز یا تجزیه یک لایه سطحی (مثلاً یک لایه نازک تنش‌زا یا اکسید فداشونده) می‌شود. این تخریب کنترل‌شده دقیق باعث می‌شود لایه کریستالی بالایی - با ضخامت ده‌ها میکرومتر - به طور تمیز از شمش پایه جدا شود.
تجهیزات بلند کردن لیزر نیمه‌رسانا از هدهای اسکن هماهنگ با حرکت، کنترل محور z قابل برنامه‌ریزی و بازتاب‌سنجی بلادرنگ بهره می‌برد تا اطمینان حاصل شود که هر پالس انرژی را دقیقاً به صفحه هدف منتقل می‌کند. این تجهیزات همچنین می‌توانند با قابلیت‌های حالت انفجاری یا چند پالسی پیکربندی شوند تا نرمی جدایش را افزایش داده و تنش پسماند را به حداقل برسانند. نکته مهم این است که از آنجا که پرتو لیزر هرگز به صورت فیزیکی با ماده تماس پیدا نمی‌کند، خطر ترک خوردگی ریز، خمیدگی یا لب‌پریدگی سطح به شدت کاهش می‌یابد.
این امر، روش نازک‌سازی با استفاده از لیزر را به یک روش متحول‌کننده تبدیل می‌کند، به‌ویژه در کاربردهایی که به ویفرهای فوق‌العاده تخت و فوق‌العاده نازک با TTV (تغییر ضخامت کل) زیر میکرون نیاز است.
پارامتر تجهیزات بالابری لیزر نیمه هادی
| طول موج | IR/SHG/THG/FHG |
|---|---|
| عرض پالس | نانوثانیه، پیکوثانیه، فمتوثانیه |
| سیستم نوری | سیستم نوری ثابت یا سیستم گالوانو-نوری |
| مرحله XY | ۵۰۰ میلی‌متر × ۵۰۰ میلی‌متر |
| محدوده پردازش | ۱۶۰ میلی‌متر |
| سرعت حرکت | حداکثر ۱۰۰۰ میلی‌متر بر ثانیه |
| تکرارپذیری | ±۱ میکرومتر یا کمتر |
| دقت موقعیت مطلق: | ±۵ میکرومتر یا کمتر |
| اندازه ویفر | ۲ تا ۶ اینچ یا سفارشی |
| کنترل | ویندوز ۱۰، ۱۱ و PLC |
| ولتاژ منبع تغذیه | AC 200 V ±20 V، تک فاز، 50/60 kHz |
| ابعاد خارجی | ۲۴۰۰ میلی‌متر (عرض) × ۱۷۰۰ میلی‌متر (عمق) × ۲۰۰۰ میلی‌متر (ارتفاع) |
| وزن | ۱۰۰۰ کیلوگرم |
کاربردهای صنعتی تجهیزات بالابر لیزری
تجهیزات برش لیزری نیمه‌هادی به سرعت در حال تغییر نحوه آماده‌سازی مواد در حوزه‌های مختلف نیمه‌هادی است:
- دستگاه‌های قدرت عمودی GaN در تجهیزات بالابری لیزری
جدا شدن لایه‌های بسیار نازک GaN-on-GaN از شمش‌های حجیم، امکان ایجاد معماری‌های رسانایی عمودی و استفاده مجدد از زیرلایه‌های گران‌قیمت را فراهم می‌کند.
- نازک‌سازی ویفر SiC برای قطعات شاتکی و MOSFET
ضخامت لایه دستگاه را کاهش می‌دهد در حالی که مسطح بودن زیرلایه را حفظ می‌کند - ایده‌آل برای الکترونیک قدرت با سوئیچینگ سریع.
- مواد LED و نمایشگر مبتنی بر یاقوت کبود برای تجهیزات بالابری لیزری
جداسازی کارآمد لایه‌های دستگاه از گلوله‌های یاقوت کبود را برای پشتیبانی از تولید میکرو LED نازک و بهینه شده از نظر حرارتی، امکان‌پذیر می‌کند.
- مهندسی مواد III-V تجهیزات بالابری لیزری
جداسازی لایه‌های GaAs، InP و AlGaN را برای یکپارچه‌سازی پیشرفته اپتوالکترونیکی تسهیل می‌کند.
- ساخت مدار مجتمع و حسگر ویفر نازک
لایه‌های نازک عملکردی را برای حسگرهای فشار، شتاب‌سنج‌ها یا فوتودیودها تولید می‌کند، جایی که حجم زیاد، گلوگاه عملکرد است.
- الکترونیک انعطاف‌پذیر و شفاف
زیرلایه‌های فوق‌العاده نازک مناسب برای نمایشگرهای انعطاف‌پذیر، مدارهای پوشیدنی و پنجره‌های هوشمند شفاف را آماده می‌کند.
در هر یک از این حوزه‌ها، تجهیزات بالابری لیزر نیمه‌رسانا نقش مهمی در کوچک‌سازی، استفاده مجدد از مواد و ساده‌سازی فرآیند ایفا می‌کند.
سوالات متداول (FAQ) در مورد تجهیزات بالابر لیزری
سوال ۱: حداقل ضخامتی که می‌توانم با استفاده از تجهیزات برش لیزری نیمه‌رسانا به آن دست یابم، چقدر است؟
الف۱:معمولاً بین ۱۰ تا ۳۰ میکرون بسته به جنس. این فرآیند با تنظیمات اصلاح‌شده قادر به تولید قطعات نازک‌تر است.
Q2: آیا می‌توان از این دستگاه برای برش چندین ویفر از یک شمش استفاده کرد؟
الف۲:بله. بسیاری از مشتریان از تکنیک بلند کردن با لیزر برای استخراج سریالی چندین لایه نازک از یک شمش فله استفاده می‌کنند.
س ۳: چه ویژگی‌های ایمنی برای عملکرد لیزر پرقدرت در نظر گرفته شده است؟
الف۳:محفظه‌های کلاس ۱، سیستم‌های قفل داخلی، محافظ پرتو و قطع خودکار، همگی استاندارد هستند.
س۴: این سیستم از نظر هزینه در مقایسه با اره‌های سیم الماسه چگونه است؟
الف۴:اگرچه هزینه اولیه ممکن است بالاتر باشد، اما بلند کردن لیزر به طور چشمگیری هزینه‌های مصرفی، آسیب به زیرلایه و مراحل پس از پردازش را کاهش می‌دهد - که در درازمدت هزینه کل مالکیت (TCO) را کاهش می‌دهد.
سوال ۵: آیا این فرآیند برای شمش‌های ۶ اینچی یا ۸ اینچی قابل توسعه است؟
A5:کاملاً. این پلتفرم از زیرلایه‌های تا ۱۲ اینچ با توزیع پرتو یکنواخت و مراحل حرکت با فرمت بزرگ پشتیبانی می‌کند.
درباره ما
شرکت XKH در زمینه توسعه، تولید و فروش شیشه‌های نوری ویژه و مواد کریستالی جدید با فناوری پیشرفته تخصص دارد. محصولات ما در زمینه الکترونیک نوری، لوازم الکترونیکی مصرفی و نظامی کاربرد دارند. ما قطعات نوری یاقوت کبود، پوشش‌های لنز تلفن همراه، سرامیک، LT، سیلیکون کاربید SIC، کوارتز و ویفرهای کریستالی نیمه‌هادی ارائه می‌دهیم. با تخصص ماهرانه و تجهیزات پیشرفته، ما در پردازش محصولات غیر استاندارد سرآمد هستیم و هدفمان تبدیل شدن به یک شرکت پیشرو در زمینه مواد نوری-الکترونیکی با فناوری پیشرفته است.
