Equipamentos de elevação a laser semicondutores revolucionam o desbaste de lingotes

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Descrição curta:

O Equipamento de Elevação a Laser para Semicondutores é uma solução industrial altamente especializada, projetada para o afinamento preciso e sem contato de lingotes semicondutores por meio de técnicas de elevação induzida por laser. Este sistema avançado desempenha um papel fundamental nos modernos processos de wafering de semicondutores, especialmente na fabricação de wafers ultrafinos para eletrônica de potência de alto desempenho, LEDs e dispositivos de RF. Ao permitir a separação de camadas finas de lingotes a granel ou substratos doadores, o Equipamento de Elevação a Laser para Semicondutores revoluciona o afinamento de lingotes, eliminando as etapas de serragem mecânica, retificação e ataque químico.

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Características

Diagrama Detalhado

Introdução ao produto do equipamento de decolagem de laser semicondutor

O desbaste tradicional de lingotes semicondutores, como nitreto de gálio (GaN), carboneto de silício (SiC) e safira, costuma ser trabalhoso, dispendioso e propenso a microfissuras ou danos superficiais. Em contrapartida, o Equipamento de Elevação a Laser para Semicondutores oferece uma alternativa precisa e não destrutiva que minimiza a perda de material e a tensão superficial, aumentando a produtividade. Ele suporta uma ampla variedade de materiais cristalinos e compostos e pode ser perfeitamente integrado às linhas de produção de semicondutores front-end ou midstream.

Com comprimentos de onda de laser configuráveis, sistemas de foco adaptáveis e mandris de wafer compatíveis com vácuo, este equipamento é particularmente adequado para fatiamento de lingotes, criação de lamelas e descolamento de película ultrafina para estruturas de dispositivos verticais ou transferência de camada heteroepitaxial.

Parâmetros do equipamento de decolagem de laser semicondutor

Comprimento de onda	IR/SHG/THG/FHG
Largura de pulso	Nanossegundo, Picossegundo, Femtossegundo
Sistema Óptico	Sistema óptico fixo ou sistema galvano-óptico
Estágio XY	500 mm × 500 mm
Faixa de processamento	160 milímetros
Velocidade de movimento	Máx. 1.000 mm/seg
Repetibilidade	±1 μm ou menos
Precisão de posição absoluta:	±5 μm ou menos
Tamanho do wafer	2–6 polegadas ou personalizado
Controlar	Windows 10,11 e PLC
Tensão de alimentação	CA 200 V ±20 V, monofásico, 50/60 kHz
Dimensões externas	2400 mm (L) × 1700 mm (P) × 2000 mm (A)
Peso	1.000 kg

Princípio de funcionamento do equipamento de decolagem de laser semicondutor

O mecanismo central do Equipamento de Elevação a Laser Semicondutor baseia-se na decomposição fototérmica seletiva ou ablação na interface entre o lingote doador e a camada epitaxial ou alvo. Um laser UV de alta energia (tipicamente KrF a 248 nm ou lasers UV de estado sólido em torno de 355 nm) é focalizado através de um material doador transparente ou semitransparente, onde a energia é absorvida seletivamente a uma profundidade predeterminada.

Essa absorção localizada de energia cria uma fase gasosa de alta pressão ou uma camada de expansão térmica na interface, que inicia a delaminação limpa da camada superior do wafer ou do dispositivo a partir da base do lingote. O processo é finamente ajustado por meio do ajuste de parâmetros como largura de pulso, fluência do laser, velocidade de varredura e profundidade focal no eixo z. O resultado é uma fatia ultrafina — frequentemente na faixa de 10 a 50 µm — perfeitamente separada do lingote original, sem abrasão mecânica.

Este método de desbaste a laser para afinamento de lingotes evita a perda de corte e os danos superficiais associados ao corte com fio diamantado ou ao lapidação mecânica. Também preserva a integridade do cristal e reduz a necessidade de polimento posterior, tornando o Equipamento de Desbaste a Laser para Semicondutores uma ferramenta revolucionária para a produção de wafers de última geração.

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Aplicações de equipamentos de decolagem de laser semicondutor

O equipamento de elevação de laser semicondutor encontra ampla aplicabilidade no desbaste de lingotes em uma variedade de materiais avançados e tipos de dispositivos, incluindo:

Diluição de lingotes de GaN e GaAs para dispositivos de energia
Permite a criação de wafers finos para transistores de potência e diodos de alta eficiência e baixa resistência.

Recuperação de substrato de SiC e separação de lamelas
Permite a remoção em escala de wafer de substratos de SiC em massa para estruturas de dispositivos verticais e reutilização de wafer.

Fatiamento de wafer de LED
Facilita a remoção de camadas de GaN de lingotes de safira espessos para produzir substratos de LED ultrafinos.

Fabricação de dispositivos de RF e micro-ondas
Suporta estruturas de transistores de alta mobilidade de elétrons (HEMT) ultrafinos necessárias em sistemas 5G e de radar.

Transferência de Camada Epitaxial
Separa com precisão camadas epitaxiais de lingotes cristalinos para reutilização ou integração em heteroestruturas.

Células solares de película fina e energia fotovoltaica
Usado para separar camadas finas de absorção para células solares flexíveis ou de alta eficiência.

Em cada um desses domínios, o equipamento de elevação de laser semicondutor fornece controle incomparável sobre uniformidade de espessura, qualidade de superfície e integridade de camada.

Vantagens do desbaste de lingotes a laser

Perda de material com corte zero
Comparado aos métodos tradicionais de fatiamento de wafer, o processo a laser resulta em quase 100% de utilização de material.

Estresse e deformação mínimos
A remoção sem contato elimina a vibração mecânica, reduzindo a curvatura da pastilha e a formação de microfissuras.

Preservação da qualidade da superfície
Em muitos casos, não é necessário polimento ou lapidação pós-desbaste, pois a remoção a laser preserva a integridade da superfície superior.

Alto rendimento e pronto para automação
Capaz de processar centenas de substratos por turno com carga/descarga automatizada.

Adaptável a vários materiais
Compatível com GaN, SiC, safira, GaAs e materiais III-V emergentes.

Ambientalmente mais seguro
Reduz o uso de abrasivos e produtos químicos agressivos típicos em processos de diluição baseados em lama.

Reutilização de substrato
Os lingotes doadores podem ser reciclados para vários ciclos de decolagem, reduzindo significativamente os custos de material.

Perguntas frequentes (FAQ) sobre equipamentos de decolagem de laser semicondutor

Q1: Qual a faixa de espessura que o Equipamento de Elevação de Laser Semicondutor pode atingir para fatias de wafer?
A1:A espessura típica da fatia varia de 10 µm a 100 µm, dependendo do material e da configuração.

P2: Este equipamento pode ser usado para diluir lingotes feitos de materiais opacos como SiC?
A2:Sim. Ajustando o comprimento de onda do laser e otimizando a engenharia de interface (por exemplo, camadas intermediárias de sacrifício), até mesmo materiais parcialmente opacos podem ser processados.

Q3: Como o substrato doador é alinhado antes da remoção do laser?
A3:O sistema usa módulos de alinhamento baseados em visão submicrônica com feedback de marcas fiduciais e varreduras de refletividade de superfície.

Q4: Qual é o tempo de ciclo esperado para uma operação de decolagem do laser?
A4:Dependendo do tamanho e da espessura do wafer, os ciclos típicos duram de 2 a 10 minutos.

Q5: O processo requer um ambiente de sala limpa?
A5:Embora não seja obrigatória, a integração de salas limpas é recomendada para manter a limpeza do substrato e o rendimento do dispositivo durante operações de alta precisão.

Sobre nós

A XKH é especializada no desenvolvimento, produção e vendas de alta tecnologia de vidros ópticos especiais e novos materiais de cristal. Nossos produtos atendem aos setores de eletrônica óptica, eletrônica de consumo e militar. Oferecemos componentes ópticos de safira, capas para lentes de celulares, cerâmicas, LT, SIC de carboneto de silício, quartzo e wafers de cristal semicondutor. Com expertise especializada e equipamentos de última geração, nos destacamos no processamento de produtos não padronizados, visando ser uma empresa líder em alta tecnologia em materiais optoeletrônicos.