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贵州激光切割半导体材料的划片

发布者: 发布时间:2016/4/26 14:29:51 阅读:次 【字体:

在现代微电子工业中,制造晶体二极管、三极管,特别是制造集成电路时,为了大幅度提高生产率和降低成本,往往是在一个大的硅片或其它半导体基片上积沉许多元件,然后再把基片分割成各个单元,这个分制过程就叫做划片。传统的划片方法种类很多,常用的有刻蚀法、金刚砂轮切割法、敷以磨料的高速旋转圆盘或钢丝切割法、超声波切割法和金刚石划片法等。用上述各种方法切割半导体基片时,会出现很多问题。例如,刻蚀法刻蚀速度慢,且随材料结晶方位而变,此外,能刻划的薄片厚度也有限。

金刚砂轮切割法的缝宽大,且在加工区附近材料的变质层大,这将严重影响材料的物理性能。

高速旋转圆盘敷以磨料切割时,对加工表面造成污染,且有加工精度不高、切缝大等问题。超声波切割情况也是如此。

金刚石划片速度快,设备简单,但其精度差,切割边缘不易成直角;且加工面破碎严重,生产成品率低。

采用激光划片可以很好弥补传统切割法的各种不足,所用光源目前普遍采用调Q方式的高重复频率Nd:YAG激光器,其波长为1.06um,能被硅充分吸收,聚焦后最小光斑直径可达20um左右,因而可刻划出很细的线,既可节约原料,又可提高加工精度。由于其工作频率高,所以加工速度快、生产效率高。激光切割时,即使加工面内有硬度不同的物质也丝毫不受影响。切割过程中生成的硅氧化物,可在酒精中用超声波清洗而全部除去,因此污染极小。

20kW峰值功率的Nd:YAG.激光,以20mm/s速度对硅片划片的实例。若是锑化锢材料,则更容易划片,可用较小的激光功率进行。在实践中,还发现随着激光输出功率的增加,刻槽深度有明显增大,而槽宽却增加不多,因此可控制激光功率大小来满足对槽深的要求。

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