晶圆芯片解决方案


半导体材料工艺正在从第一代单质半导体,往砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)等第二、第三代半导体发展,材料的升级也为行业加工提出了新的要求与挑战。


芯片需要将晶圆上的一个子单元即一个晶片颗粒从晶圆体上分割得到,晶圆划片工序就是指将晶圆或组件进行划片(切割)或开槽,以利后续制程或功能性测试。晶圆划片对切割精度要求很高;晶圆本体都是由超脆材料组成,对正崩和背崩的控制也十分严格;晶圆产品都是高附加值产品,对划片设备的可靠性要求也很高。


随着半导体制作工艺的越来越精细,制作成本越来载高,行业对于单晶圆的产品利用率也提出了更高的要求。激光晶圆划片可以让芯片排版间距更细、加工过程更清洁、高效,已经成为半导体企业提升产品生产效率和生产品质的重要手段。


特别是一些含有low-k材料的晶圆或芯片,其松软结构和易渗透性,使得CMP(化学机械研磨)和清洁工序变得更为艰难,并导致成品率下降和生产成本的提高,盛雄激光的超快激光晶圆加工系统切割精确,热影响区小,无接触加工,无需清洁工序,没有二次污染,成为行业首选。


应用材料

【蓝宝石衬底】制作LED芯片,可选用蓝宝石衬底,使GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点:首先,蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好;其次,蓝宝石的稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;最蓝宝石的机械强度高,易于处理和清洗。因此,大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。


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【蓝宝石衬底】


【碳化硅衬底】碳化硅衬底(美国的CREE公司专门采用SiC材料作为衬底)的LED芯片电极是L型电极,电流是纵向流动的。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好,有利于做成面积较大的大功率器件。使用碳化硅衬底的芯片电极为L型,两个电极分布在器件的表面和底部,所产生的热量可以通过电极直接导出;同时这种衬底不需要电流扩散层,因此光不会被电流扩散层的材料吸收,这样又提高了出光效率。但是相对于蓝宝石衬底而言,碳化硅制造成本较高,实现其商业化还需要降低相应的成本。


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【碳化硅衬底】


激光晶圆划片解决方案

盛雄激光皮秒激光划片系统通过贝塞尔或DOE光学系统,把高斯激光光束压缩到衍射极限,在 100—200kHz高重复频率和10ps极短脉宽的激光束作用下,聚焦光 斑直径小至3μm,具有非常高的峰值功率密度,其在透明材料内部聚 焦时,瞬间气化该区域材料从而产生一个气化带,并向上下两表面扩 散形成非线性裂纹,从而实现对材料的切割分离。常见的透明材料有 包括玻璃、蓝宝石和半导体硅片(红外辐射是能够透射半导体硅材料 的)都适合用皮秒&飞秒激光划片加工。


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盛雄激光的非接触激光内聚焦晶圆划片解决方案,在各种外形晶圆切割划片加工中,有着十分显著的优势,加工过程中无需额外湿清洗制程,完全避免对半导体器件内外表面产生二次污染和物理损伤。生产自化程度高,生产效率和生产良率有充分保证。相比于传统的切割工艺具有切缝窄,工件变形小,无接触加工、适应性和灵活性等优点。


主要设备:皮秒激光全自动晶圆划片机

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