Équipement de décollage laser à semi-conducteurs

Brève description :

L'équipement de décollage laser pour semi-conducteurs représente une solution de nouvelle génération pour l'amincissement avancé des lingots dans le traitement des matériaux semi-conducteurs. Contrairement aux méthodes traditionnelles de découpe de plaquettes qui reposent sur le meulage mécanique, le sciage au fil diamanté ou la planarisation chimico-mécanique, cette plateforme laser offre une alternative sans contact et non destructive pour détacher des couches ultra-minces des lingots semi-conducteurs massifs.

Optimisé pour les matériaux fragiles et de haute valeur tels que le nitrure de gallium (GaN), le carbure de silicium (SiC), le saphir et l'arséniure de gallium (GaAs), l'équipement de décollage laser pour semi-conducteurs permet le découpage précis de films à l'échelle d'une tranche, directement à partir du lingot de cristal. Cette technologie révolutionnaire réduit considérablement le gaspillage de matériaux, améliore le rendement et renforce l'intégrité du substrat, autant d'éléments essentiels pour les dispositifs de nouvelle génération en électronique de puissance, systèmes RF, photonique et micro-écrans.

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Caractéristiques

Diagramme détaillé

Présentation des équipements de décollage laser

En mettant l'accent sur le contrôle automatisé, la mise en forme du faisceau et l'analyse des interactions laser-matériau, l'équipement de décollage laser à semi-conducteurs est conçu pour s'intégrer de manière transparente dans les flux de travail de fabrication de semi-conducteurs tout en prenant en charge la flexibilité de la R&D et l'évolutivité de la production de masse.

Technologie et principe de fonctionnement des équipements de décollage laser

Le processus réalisé par l'équipement de décollage laser pour semi-conducteurs commence par l'irradiation du lingot donneur d'un côté à l'aide d'un faisceau laser ultraviolet à haute énergie. Ce faisceau est focalisé sur une profondeur interne spécifique, généralement le long d'une interface conçue, où l'absorption d'énergie est maximisée grâce au contraste optique, thermique ou chimique.

Au niveau de cette couche d'absorption d'énergie, un échauffement localisé provoque une microexplosion rapide, une expansion gazeuse ou la décomposition d'une couche interfaciale (par exemple, un film de contrainte ou un oxyde sacrificiel). Cette rupture précisément contrôlée provoque le détachement net de la couche cristalline supérieure, d'une épaisseur de plusieurs dizaines de micromètres, du lingot de base.

L'équipement de décollage laser pour semi-conducteurs utilise des têtes de balayage synchronisées, un contrôle programmable de l'axe Z et une réflectométrie en temps réel pour garantir que chaque impulsion délivre l'énergie exactement au niveau du plan cible. L'équipement peut également être configuré en mode rafale ou multi-impulsions pour améliorer la fluidité du décollement et minimiser les contraintes résiduelles. De plus, le faisceau laser n'entrant jamais en contact physique avec le matériau, le risque de microfissuration, de courbure ou d'écaillage de surface est considérablement réduit.

Cela fait de la méthode d'amincissement par décollage laser une méthode révolutionnaire, en particulier dans les applications où des plaquettes ultra-plates et ultra-minces sont nécessaires avec une TTV (variation d'épaisseur totale) submicronique.

Paramètres de l'équipement de décollage laser à semi-conducteurs

Longueur d'onde	IR/SHG/THG/FHG
Largeur d'impulsion	Nanoseconde, picoseconde, femtoseconde
Système optique	Système optique fixe ou système galvano-optique
Stade XY	500 mm × 500 mm
Gamme de traitement	160 mm
Vitesse de déplacement	Max 1 000 mm/sec
Répétabilité	±1 μm ou moins
Précision de position absolue :	±5 μm ou moins
Taille de la plaquette	2 à 6 pouces ou personnalisé
Contrôle	Windows 10, 11 et PLC
Tension d'alimentation	CA 200 V ± 20 V, monophasé, 50/60 kHz
Dimensions extérieures	2400 mm (L) × 1700 mm (P) × 2000 mm (H)
Poids	1 000 kg

Applications industrielles des équipements de décollage laser

Les équipements de décollage laser à semi-conducteurs transforment rapidement la façon dont les matériaux sont préparés dans de nombreux domaines des semi-conducteurs :

Dispositifs d'alimentation verticaux GaN pour équipements de décollage laser

Le décollage de films GaN sur GaN ultra-minces à partir de lingots en vrac permet des architectures de conduction verticale et la réutilisation de substrats coûteux.

Amincissement des plaquettes SiC pour les dispositifs Schottky et MOSFET

Réduit l'épaisseur de la couche du dispositif tout en préservant la planéité du substrat — idéal pour l'électronique de puissance à commutation rapide.

LED à base de saphir et matériaux d'affichage pour équipements de décollage laser

Permet une séparation efficace des couches de dispositifs des boules de saphir pour prendre en charge la production de micro-LED minces et optimisées thermiquement.

Ingénierie des matériaux III-V pour les équipements de décollage laser

Facilite le détachement des couches GaAs, InP et AlGaN pour une intégration optoélectronique avancée.

Fabrication de circuits intégrés et de capteurs à plaquettes minces

Produit des couches fonctionnelles minces pour les capteurs de pression, les accéléromètres ou les photodiodes, où le volume constitue un goulot d'étranglement des performances.

Électronique flexible et transparente

Prépare des substrats ultra-minces adaptés aux écrans flexibles, aux circuits portables et aux fenêtres intelligentes transparentes.

Dans chacun de ces domaines, les équipements de décollage laser à semi-conducteurs jouent un rôle essentiel en permettant la miniaturisation, la réutilisation des matériaux et la simplification des processus.

Questions fréquemment posées (FAQ) sur les équipements de décollage laser

Q1 : Quelle est l'épaisseur minimale que je peux atteindre en utilisant l'équipement de décollage laser à semi-conducteurs ?
A1 :Généralement entre 10 et 30 microns selon le matériau. Le procédé permet d'obtenir des résultats plus fins avec des configurations modifiées.

Q2 : Cela peut-il être utilisé pour découper plusieurs plaquettes à partir du même lingot ?
A2:Oui. De nombreux clients utilisent la technique du laser lift-off pour réaliser des extractions en série de plusieurs couches minces à partir d'un même lingot.

Q3 : Quelles fonctions de sécurité sont incluses pour le fonctionnement du laser haute puissance ?
A3:Les boîtiers de classe 1, les systèmes de verrouillage, le blindage des faisceaux et les arrêts automatiques sont tous standard.

Q4 : Comment ce système se compare-t-il aux scies à fil diamanté en termes de coût ?
A4:Bien que les dépenses d'investissement initiales puissent être plus élevées, le décollage laser réduit considérablement les coûts des consommables, les dommages au substrat et les étapes de post-traitement, réduisant ainsi le coût total de possession (TCO) à long terme.

Q5 : Le processus est-il évolutif vers des lingots de 6 ou 8 pouces ?
A5:Absolument. La plateforme prend en charge des substrats jusqu'à 12 pouces avec une distribution uniforme du faisceau et des plateaux de mouvement grand format.

À propos de nous

XKH est spécialisé dans le développement, la production et la commercialisation de haute technologie de verres optiques spéciaux et de nouveaux matériaux cristallins. Nos produits sont destinés aux secteurs de l'optique, de l'électronique grand public et de l'armée. Nous proposons des composants optiques en saphir, des protections d'objectifs pour téléphones portables, de la céramique, des LT, du carbure de silicium SIC, du quartz et des plaquettes de cristal semi-conducteur. Forts d'une expertise pointue et d'équipements de pointe, nous excellons dans le traitement de produits non standard et aspirons à devenir une entreprise de pointe dans le domaine des matériaux optoélectroniques.