L'équipement de décollage laser à semi-conducteurs révolutionne l'amincissement des lingots
Diagramme détaillé


Présentation du produit : équipement de décollage laser à semi-conducteurs
L'équipement de décollement laser pour semi-conducteurs est une solution industrielle hautement spécialisée conçue pour l'amincissement précis et sans contact des lingots de semi-conducteurs grâce à des techniques de décollement induit par laser. Ce système avancé joue un rôle essentiel dans les procédés modernes de fabrication de plaquettes de semi-conducteurs, notamment pour la fabrication de plaquettes ultra-minces destinées à l'électronique de puissance haute performance, aux LED et aux dispositifs RF. En permettant la séparation des couches minces des lingots massifs ou des substrats donneurs, l'équipement de décollement laser pour semi-conducteurs révolutionne l'amincissement des lingots en éliminant les étapes de sciage mécanique, de meulage et de gravure chimique.
L'amincissement traditionnel des lingots de semi-conducteurs, tels que le nitrure de gallium (GaN), le carbure de silicium (SiC) et le saphir, est souvent laborieux, source de gaspillage et sujet aux microfissures ou aux dommages de surface. En revanche, l'équipement de décollage laser pour semi-conducteurs offre une alternative non destructive et précise qui minimise les pertes de matière et les contraintes de surface tout en augmentant la productivité. Il prend en charge une grande variété de matériaux cristallins et composés et s'intègre parfaitement aux lignes de production de semi-conducteurs, en amont ou en aval.
Avec des longueurs d'onde laser configurables, des systèmes de mise au point adaptative et des mandrins de plaquettes compatibles avec le vide, cet équipement est particulièrement adapté au découpage en lingots, à la création de lamelles et au détachement de films ultra-minces pour les structures de dispositifs verticaux ou le transfert de couches hétéroépitaxiales.

Paramètres de l'équipement de décollage laser à semi-conducteurs
Longueur d'onde | IR/SHG/THG/FHG |
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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 |
Principe de fonctionnement de l'équipement de décollage laser à semi-conducteur
Le mécanisme principal de l'équipement de décollage laser à semi-conducteurs repose sur la décomposition photothermique sélective, ou ablation, à l'interface entre le lingot donneur et la couche épitaxiale ou cible. Un laser UV à haute énergie (généralement du KrF à 248 nm ou des lasers UV à solide autour de 355 nm) est focalisé à travers un matériau donneur transparent ou semi-transparent, où l'énergie est absorbée sélectivement à une profondeur prédéterminée.
Cette absorption d'énergie localisée crée une couche de phase gazeuse ou de dilatation thermique à haute pression à l'interface, ce qui initie le délaminage net de la couche supérieure de la plaquette ou du dispositif à partir de la base du lingot. Le processus est finement ajusté en ajustant des paramètres tels que la largeur d'impulsion, la fluence laser, la vitesse de balayage et la profondeur focale sur l'axe Z. Il en résulte une tranche ultra-fine, souvent de l'ordre de 10 à 50 µm, séparée proprement du lingot parent sans abrasion mécanique.
Cette méthode de décollement laser pour l'amincissement des lingots évite les pertes de trait de scie et les dommages de surface associés au sciage au fil diamanté ou au rodage mécanique. Elle préserve également l'intégrité du cristal et réduit les besoins de polissage en aval, faisant de l'équipement de décollement laser pour semi-conducteurs un outil révolutionnaire pour la production de plaquettes de nouvelle génération.
Applications des équipements de décollage laser à semi-conducteurs
L'équipement de décollage laser à semi-conducteurs trouve une large applicabilité dans l'amincissement des lingots sur une gamme de matériaux et de types de dispositifs avancés, notamment :
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Amincissement des lingots de GaN et de GaAs pour les dispositifs de puissance
Permet la création de plaquettes minces pour des transistors et des diodes de puissance à haut rendement et à faible résistance.
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Récupération du substrat SiC et séparation des lamelles
Permet le décollage à l'échelle de la plaquette à partir de substrats SiC en vrac pour les structures de dispositifs verticaux et la réutilisation des plaquettes.
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Découpe de plaquettes LED
Facilite le décollage des couches de GaN à partir de lingots de saphir épais pour produire des substrats LED ultra-minces.
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Fabrication de dispositifs RF et micro-ondes
Prend en charge les structures de transistors à haute mobilité électronique (HEMT) ultra-minces nécessaires aux systèmes 5G et radar.
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Transfert de couche épitaxiale
Détache avec précision les couches épitaxiales des lingots cristallins pour les réutiliser ou les intégrer dans des hétérostructures.
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Cellules solaires à couches minces et photovoltaïque
Utilisé pour séparer les fines couches absorbantes des cellules solaires flexibles ou à haut rendement.
Dans chacun de ces domaines, l'équipement de décollage laser à semi-conducteurs offre un contrôle inégalé sur l'uniformité de l'épaisseur, la qualité de surface et l'intégrité des couches.

Avantages de l'amincissement des lingots par laser
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Perte de matière sans entaille
Par rapport aux méthodes traditionnelles de découpage de plaquettes, le procédé laser permet une utilisation du matériau à près de 100 %.
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Contrainte et déformation minimales
Le décollage sans contact élimine les vibrations mécaniques, réduisant ainsi la courbure des plaquettes et la formation de microfissures.
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Préservation de la qualité de surface
Dans de nombreux cas, aucun rodage ou polissage post-amincissement n'est requis, car le décollement au laser préserve l'intégrité de la surface supérieure.
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Haut débit et prêt pour l'automatisation
Capable de traiter des centaines de substrats par quart de travail avec chargement/déchargement automatisé.
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Adaptable à de multiples matériaux
Compatible avec GaN, SiC, saphir, GaAs et les matériaux III-V émergents.
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Plus sûr pour l'environnement
Réduit l’utilisation d’abrasifs et de produits chimiques agressifs typiques des processus d’éclaircissage à base de boue.
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Réutilisation du substrat
Les lingots donneurs peuvent être recyclés pour plusieurs cycles de décollage, réduisant ainsi considérablement les coûts des matériaux.
Questions fréquemment posées (FAQ) sur les équipements de décollage laser à semi-conducteurs
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Q1 : Quelle plage d'épaisseur l'équipement de décollage laser à semi-conducteurs peut-il atteindre pour les tranches de plaquettes ?
A1 :L'épaisseur de tranche typique varie de 10 µm à 100 µm selon le matériau et la configuration.Q2 : Cet équipement peut-il être utilisé pour amincir des lingots constitués de matériaux opaques comme le SiC ?
A2:Oui. En ajustant la longueur d'onde du laser et en optimisant l'ingénierie de l'interface (par exemple, les couches intermédiaires sacrificielles), même des matériaux partiellement opaques peuvent être traités.Q3 : Comment le substrat donneur est-il aligné avant le décollage laser ?
A3:Le système utilise des modules d'alignement basés sur la vision submicronique avec un retour d'information provenant de repères fiduciaires et de balayages de réflectivité de surface.Q4 : Quel est le temps de cycle prévu pour une opération de décollage laser ?
A4:Selon la taille et l'épaisseur de la plaquette, les cycles typiques durent de 2 à 10 minutes.Q5 : Le processus nécessite-t-il un environnement de salle blanche ?
A5:Bien que non obligatoire, l'intégration en salle blanche est recommandée pour maintenir la propreté du substrat et le rendement de l'appareil pendant les opérations de haute précision.
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.
