水導激光切割技術正在成為碳化硅晶片切割的優選
發布日期：2024-08-08 11:41 ????瀏覽量：
晶片切割在半導體器件制造中極為關鍵，其切割方式和質量關乎晶片厚度、粗糙度、尺寸以及生產成本，甚至影響著整個器件制造過程。盡管高質量的碳化硅作為第三代半導體材料，是推動電氣革命的重要角色，然而，其高昂的制造成本卻給其廣泛應用帶來了挑戰。為解決這一問題，業界通常采取線鋸切割或金剛石線鋸切割法，將碳化硅晶錠分割成多個薄片。雖然這種方法能夠有效地分離晶片，但切割耗時較長，且切口大、表面粗糙度大、材料損失嚴重，進一步提升了使用碳化硅材料的成本，限制了其在半導體行業的發展。因此，研究新的碳化硅晶片切割技術顯得尤為緊迫。
近年來，激光切割技術在半導體材料生產加工中的應用日益受到關注。該技術利用聚焦的激光束對材料進行修飾，從而實現材料分離。由于是非接觸式工藝，避免了刀具磨損和機械應力的影響，大大提高了晶圓表面的粗糙度和精度，同時無需后續拋光工藝，降低了材料損失和成本，減輕了環境污染。盡管激光切割技術已成功應用于硅晶錠切割，但在碳化硅領域的應用尚不完善。目前，水導激光技術值得關注。
水導激光技術（Laser MicroJet, LMJ）又稱激光微射流技術，其以優異的切割質量而備受矚目。該技術通過壓力調制的水腔將激光束聚焦在噴嘴上，噴出低壓水柱，形成光波導，引導激光沿水流方向傳播，從而實現切割。水流不僅能冷卻切割區，降低材料熱變形和熱損傷程度，還能帶走加工碎屑。相較于線鋸切割，水導激光的速度顯著提升。然而，由于水對不同波長的激光吸收程度不同，激光波長受限，主要為1064nm、532nm、355nm三種。
激光切割技術在性能和效率方面表現出色，與傳統機械接觸加工技術相比具有諸多優勢，如加工效率高、劃片路徑窄、切屑密度高等。它有望成為取代金剛線切割技術的有力競爭者，為碳化硅等下一代半導體材料的應用提供新的可能。隨著工業技術的進步，碳化硅襯底尺寸逐漸增大，碳化硅切割技術必將迎來更大的發展。因此，高效高質量的水導激光切割將成為未來碳化硅切割的主流趨勢。
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