In de productie van halfgeleiders is precisie de koning. Van geavanceerde logica-chips tot krachtige apparaten heeft de integriteit van de wafer rechtstreeks invloed op de opbrengst, de prestaties en de betrouwbaarheid op de lange termijn. One of the most subtle but critical challenges in laser-based microfabrication is controlling the Heat Affected Zone (HAZ)—the microscopic region surrounding a laser-processed area where thermal energy alters material propertiesHet minimaliseren van HAZ is essentieel, met name voor siliciumcarbide (SiC), galliumnitride (GaN) en andere breedbandsemiconductorwafers.waar zelfs kleine thermische vervormingen scheuren of vervorming kunnen veroorzaken.

Het probleem met conventionele nanosecondelasers

Traditionele nanoseconde (ns) gepulseerde lasers leveren energie gedurende tientallen nanoseconden.Wanneer een nanoseconde puls een halfgeleider wafer raaktDe gevolgen hiervan zijn onder meer:

1. Thermische expansie en micro-barsten

2. Materiaal Hervorming en puin ️ Gesmolten materiaal kan ongelijkmatig hervormen, waardoor hervormingslagen achterblijven die de daaropvolgende verwerking of de prestaties van het apparaat verstoren.

3. Residuele spanningen en warpage ️ Ongelijke verwarming brengt interne spanningen met zich mee, die met name voor wafers met een grote diameter problematisch zijn.

In de fabrieken met een groot volume halfgeleiders resulteren deze effecten in een lagere opbrengst en hogere kosten per chip.

Ga in.PicosecondelasersUltra-snel, ultra-precis.

Picoseconde (ps) lasers geven pulsen uit van de orde van 10^-12 seconden, ongeveer 1000 keer korter dan nanoseconde lasers.Deze ultrakorte pulsduur verandert fundamenteel hoe energie met de wafer omgaat.:

• Athermische materiaalverwijdering: de pulsduur is korter dan de tijd die nodig is voor significante thermische diffusie.Het breekt de banden bijna onmiddellijk.Dit proces, dat vaak "koude ablatie" wordt genoemd, verwijdert materiaal met minimale warmtegeleiding naar omringende gebieden.

• Minimale hitte-beïnvloedde zone Deze precisie is cruciaal voor delicate patronen in hoogspannings SiC-apparaten of hoogfrequente GaN-transistors.

• Verbeterde microstructurele integriteit Door langdurige smelting te vermijden, bewaren picoseconde lasers het kristallen rooster, waardoor micro-barsten, spanningsophoping en vervorming voorkomen worden.

Case study: SiC Wafer Scribing

Denk aan wafer scribing, een proces dat wordt gebruikt om gesneden chips te scheiden van de bulk wafer. Nanoseconde lasers creëren vaak micro-scheuren die zich uitstrekken tot tientallen micronen voorbij de schrijverslijn.In het licht van de resultaten van de onderzoeksprocedure is het voor de beoordeling van de resultaten van de onderzoeksprocedure van de Commissie van belang dat de Commissie in het kader van haar onderzoeksprocedure de nodige maatregelen neemt om de resultaten van de onderzoeksprocedure te beoordelen.Dit verschil is niet alleen cosmetisch; het verbetert rechtstreeks de matrasopbrengst, vermindert de afsplitsing van de randen en verbetert de betrouwbaarheid van het apparaat, met name in toepassingen met een hoog vermogen.

Beyond HAZ: Picosecondenlasers bieden nieuwe verwerkingsmogelijkheden

Naast de superieure HAZ-controle bieden picosecondelasers bijkomende voordelen die innovatie in de halfgeleiderproductie stimuleren:

• 3D Microstructuring

• Verminderde na-verwerking

• Compatibiliteit met transparante substraten

Conclusies

Voor de volgende generatie halfgeleiderwafels, waar thermische gevoeligheid, materiaalbrekbaarheid en microscopische nauwkeurigheid van het allergrootste belang zijn, vertegenwoordigen picosecondelasers een paradigmaverschuiving.Door de hitte getroffen zone te beperken tot bijna nul afmetingenDeze ultra-snelle lasers beschermen de integriteit van de wafers, maximaliseren de opbrengst en maken verwerkingsmogelijkheden mogelijk die voorheen onmogelijk waren met nanoseconde technologie.en meer betrouwbare apparatenIn de eerste plaats zijn picosecondelasers niet alleen een hulpmiddel, ze zijn een mogelijkheid voor de toekomst van de halfgeleiderfabricage.