تجهیزات بالابری با لیزر نیمهرسانا، نازکسازی شمش را متحول میکنند
نمودار تفصیلی


معرفی محصول تجهیزات بالابری لیزر نیمه هادی
تجهیزات بلند کردن نیمهرسانا با لیزر، یک راهکار صنعتی بسیار تخصصی است که برای نازکسازی دقیق و غیرتماسی شمشهای نیمهرسانا از طریق تکنیکهای بلند کردن القایی لیزری طراحی شده است. این سیستم پیشرفته نقش محوری در فرآیندهای ویفرسازی نیمهرساناهای مدرن، بهویژه در ساخت ویفرهای فوقالعاده نازک برای الکترونیک قدرت با کارایی بالا، LEDها و دستگاههای RF ایفا میکند. تجهیزات بلند کردن نیمهرسانا با لیزر، با حذف مراحل ارهکاری مکانیکی، سنگزنی و حکاکی شیمیایی، نازکسازی شمش را متحول میکند.
نازکسازی سنتی شمشهای نیمهرسانا، مانند نیترید گالیوم (GaN)، کاربید سیلیکون (SiC) و یاقوت کبود، اغلب پرزحمت، پرهزینه و مستعد ایجاد ریزترک یا آسیب سطحی است. در مقابل، تجهیزات بلند کردن لیزری نیمهرسانا، یک جایگزین غیرمخرب و دقیق ارائه میدهد که اتلاف مواد و تنش سطحی را به حداقل میرساند و در عین حال بهرهوری را افزایش میدهد. این تجهیزات از طیف گستردهای از مواد کریستالی و ترکیبی پشتیبانی میکنند و میتوانند به طور یکپارچه در خطوط تولید نیمهرسانا در خط تولید یا خط تولید میانی ادغام شوند.
با طول موجهای لیزر قابل تنظیم، سیستمهای فوکوس تطبیقی و چاکهای ویفر سازگار با خلاء، این تجهیزات به ویژه برای برش شمش، ایجاد لایه نازک و جداسازی فیلم فوق نازک برای ساختارهای دستگاه عمودی یا انتقال لایه هترواپیتاکسیال مناسب 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 |
اصول کار تجهیزات بالابری لیزر نیمه هادی
مکانیسم اصلی تجهیزات بلند کردن لیزر نیمهرسانا بر تجزیه یا فرسایش فتوترمال انتخابی در سطح مشترک بین شمش دهنده و لایه اپیتاکسیال یا هدف متکی است. یک لیزر فرابنفش پرانرژی (معمولاً KrF با طول موج 248 نانومتر یا لیزرهای فرابنفش حالت جامد حدود 355 نانومتر) از طریق یک ماده دهنده شفاف یا نیمه شفاف متمرکز میشود، جایی که انرژی به صورت انتخابی در عمق از پیش تعیین شده جذب میشود.
این جذب انرژی موضعی، یک فاز گازی پرفشار یا لایه انبساط حرارتی در سطح مشترک ایجاد میکند که باعث جدایش تمیز ویفر بالایی یا لایه دستگاه از پایه شمش میشود. این فرآیند با تنظیم پارامترهایی مانند پهنای پالس، شار لیزر، سرعت اسکن و عمق کانونی محور z به دقت تنظیم میشود. نتیجه، یک برش فوق نازک - اغلب در محدوده 10 تا 50 میکرومتر - است که به طور تمیز و بدون سایش مکانیکی از شمش اصلی جدا میشود.
این روش بلند کردن با لیزر برای نازک کردن شمش، از ایجاد بریدگی و آسیب سطحی مرتبط با اره سیمی الماسه یا صیقلکاری مکانیکی جلوگیری میکند. همچنین یکپارچگی کریستال را حفظ کرده و نیازهای صیقلکاری بعدی را کاهش میدهد و تجهیزات بلند کردن با لیزر نیمهرسانا را به ابزاری متحولکننده برای تولید ویفر نسل بعدی تبدیل میکند.
کاربردهای تجهیزات بالابری لیزر نیمهرسانا
تجهیزات بلند کردن با لیزر نیمههادی، کاربرد گستردهای در نازکسازی شمش در طیف وسیعی از مواد پیشرفته و انواع دستگاهها دارد، از جمله:
-
نازک شدن شمش GaN و GaAs برای دستگاههای قدرت
امکان ساخت ویفرهای نازک برای ترانزیستورها و دیودهای قدرت با راندمان بالا و مقاومت کم را فراهم میکند.
-
احیای زیرلایه SiC و جداسازی لاملا
امکان جدا شدن در مقیاس ویفر از زیرلایههای SiC حجیم برای ساختارهای عمودی دستگاه و استفاده مجدد از ویفر را فراهم میکند.
-
برش ویفر LED
جداسازی لایههای GaN از شمشهای ضخیم یاقوت کبود را برای تولید زیرلایههای LED فوق نازک تسهیل میکند.
-
ساخت دستگاههای RF و مایکروویو
از ساختارهای ترانزیستور فوق نازک با تحرک الکترونی بالا (HEMT) که در سیستمهای 5G و رادار مورد نیاز هستند، پشتیبانی میکند.
-
انتقال لایه اپیتکسیال
لایههای اپیتاکسیال را به طور دقیق از شمشهای کریستالی برای استفاده مجدد یا ادغام در ساختارهای ناهمگن جدا میکند.
-
سلولهای خورشیدی لایه نازک و فتوولتائیک
برای جدا کردن لایههای جاذب نازک برای سلولهای خورشیدی انعطافپذیر یا با راندمان بالا استفاده میشود.
در هر یک از این حوزهها، تجهیزات برش لیزری نیمهرسانا کنترل بینظیری بر یکنواختی ضخامت، کیفیت سطح و یکپارچگی لایه ارائه میدهد.

مزایای نازک شدن شمش با لیزر
-
بدون هیچگونه بریدگی و اتلاف مواد
در مقایسه با روشهای سنتی برش ویفر، فرآیند لیزر منجر به استفاده تقریباً ۱۰۰٪ از مواد میشود.
-
حداقل تنش و تاب برداشتن
بلند شدن غیر تماسی، ارتعاش مکانیکی را از بین میبرد و باعث کاهش قوس ویفر و تشکیل ریزترکها میشود.
-
حفظ کیفیت سطح
در بسیاری از موارد نیازی به صیقل دادن یا صیقل دادن پس از نازک شدن نیست، زیرا لایه برداری لیزری یکپارچگی سطح بالایی را حفظ میکند.
-
توان عملیاتی بالا و آماده برای اتوماسیون
قادر به پردازش صدها زیرلایه در هر شیفت با بارگیری/تخلیه خودکار.
-
قابل تطبیق با مواد مختلف
سازگار با GaN، SiC، یاقوت کبود، GaAs و مواد نوظهور III-V.
-
از نظر زیستمحیطی ایمنتر
استفاده از مواد ساینده و مواد شیمیایی خشن معمول در فرآیندهای رقیقسازی مبتنی بر دوغاب را کاهش میدهد.
-
استفاده مجدد از بستر
شمشهای دهنده را میتوان برای چندین چرخه بلند کردن بازیافت کرد و هزینههای مواد را تا حد زیادی کاهش داد.
سوالات متداول (FAQ) در مورد تجهیزات بالابری لیزر نیمه هادی
-
سوال ۱: تجهیزات برش لیزری نیمهرسانا چه محدوده ضخامتی را برای برشهای ویفر میتواند ایجاد کند؟
الف۱:ضخامت برش معمول بسته به جنس و پیکربندی از 10 میکرومتر تا 100 میکرومتر متغیر است.Q2: آیا میتوان از این دستگاه برای نازک کردن شمشهای ساخته شده از مواد مات مانند SiC استفاده کرد؟
الف۲:بله. با تنظیم طول موج لیزر و بهینهسازی مهندسی سطح مشترک (مثلاً لایههای میانی فداشونده)، حتی مواد تا حدی مات نیز میتوانند پردازش شوند.س ۳: بستر دهنده قبل از بلند شدن لیزر چگونه تراز میشود؟
الف۳:این سیستم از ماژولهای تنظیم مبتنی بر بینایی زیر میکرون با بازخورد از علائم ثابت و اسکنهای بازتاب سطح استفاده میکند.Q4: زمان چرخه مورد انتظار برای یک عملیات بلند کردن لیزر چقدر است؟
الف۴:بسته به اندازه و ضخامت ویفر، چرخههای معمول از ۲ تا ۱۰ دقیقه طول میکشند.سوال ۵: آیا این فرآیند به محیط اتاق تمیز نیاز دارد؟
A5:اگرچه اجباری نیست، اما یکپارچهسازی اتاق تمیز برای حفظ تمیزی زیرلایه و عملکرد دستگاه در حین عملیات با دقت بالا توصیه میشود.
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.
