Equipo de despegue láser de semiconductores

Descripción breve:

El equipo de despegue láser para semiconductores representa una solución de última generación para el adelgazamiento avanzado de lingotes en el procesamiento de materiales semiconductores. A diferencia de los métodos tradicionales de obleas que se basan en el rectificado mecánico, el corte con hilo de diamante o la planarización químico-mecánica, esta plataforma láser ofrece una alternativa sin contacto y no destructiva para separar capas ultrafinas de lingotes de semiconductores a granel.

Optimizado para materiales frágiles y de alto valor como el nitruro de galio (GaN), el carburo de silicio (SiC), el zafiro y el arseniuro de galio (GaAs), el equipo de despegue láser para semiconductores permite el corte preciso de películas a escala de oblea directamente desde el lingote de cristal. Esta innovadora tecnología reduce significativamente el desperdicio de material, mejora el rendimiento y optimiza la integridad del sustrato, todos ellos factores cruciales para los dispositivos de próxima generación en electrónica de potencia, sistemas de radiofrecuencia (RF), fotónica y micropantallas.

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Características

Diagrama detallado

Descripción general del producto del equipo de despegue láser

Con énfasis en el control automatizado, la conformación del haz y el análisis de la interacción láser-material, el equipo de despegue láser para semiconductores está diseñado para integrarse perfectamente en los flujos de trabajo de fabricación de semiconductores y al mismo tiempo respalda la flexibilidad de I+D y la escalabilidad de la producción en masa.

Tecnología y principio de funcionamiento del equipo de despegue láser

El proceso que realiza el equipo de despegue láser para semiconductores comienza irradiando el lingote donante desde un lado con un rayo láser ultravioleta de alta energía. Este rayo se enfoca con precisión en una profundidad interna específica, generalmente a lo largo de una interfaz diseñada, donde la absorción de energía se maximiza gracias al contraste óptico, térmico o químico.

En esta capa de absorción de energía, el calentamiento localizado provoca una microexplosión rápida, la expansión de un gas o la descomposición de una capa interfacial (p. ej., una película estresante o un óxido de sacrificio). Esta disrupción, controlada con precisión, provoca que la capa cristalina superior, con un espesor de decenas de micrómetros, se desprenda limpiamente del lingote base.

El equipo de despegue láser para semiconductores utiliza cabezales de escaneo sincronizados con el movimiento, control programable del eje z y reflectometría en tiempo real para garantizar que cada pulso aplique energía exactamente en el plano objetivo. El equipo también puede configurarse con funciones de modo ráfaga o multipulso para mejorar la suavidad del desprendimiento y minimizar la tensión residual. Es importante destacar que, dado que el haz láser nunca entra en contacto físico con el material, se reduce drásticamente el riesgo de microfisuras, arqueamiento o astillamiento superficial.

Esto hace que el método de adelgazamiento por despegue láser sea innovador, en particular en aplicaciones donde se requieren obleas ultraplanas y ultradelgadas con TTV (variación de espesor total) submicrónica.

Parámetros del equipo de despegue láser de semiconductores

Longitud de onda	IR/SHG/THG/FHG
Ancho de pulso	Nanosegundo, picosegundo, femtosegundo
Sistema óptico	Sistema óptico fijo o sistema galvano-óptico
Etapa XY	500 mm × 500 mm
Rango de procesamiento	160 milímetros
Velocidad de movimiento	Máximo 1.000 mm/seg
Repetibilidad	±1 μm o menos
Precisión de posición absoluta:	±5 μm o menos
Tamaño de la oblea	2–6 pulgadas o personalizado
Control	Windows 10,11 y PLC
Voltaje de la fuente de alimentación	CA 200 V ±20 V, monofásica, 50/60 kHz
Dimensiones externas	2400 mm (ancho) × 1700 mm (profundidad) × 2000 mm (alto)
Peso	1.000 kilos

Aplicaciones industriales de equipos de despegue láser

Los equipos de despegue láser para semiconductores están transformando rápidamente la forma en que se preparan los materiales en múltiples dominios de semiconductores:

Dispositivos de potencia de GaN verticales de equipos de despegue láser

El despegue de películas ultrafinas de GaN sobre GaN a partir de lingotes a granel permite arquitecturas de conducción vertical y la reutilización de sustratos costosos.

Adelgazamiento de obleas de SiC para dispositivos Schottky y MOSFET

Reduce el espesor de la capa del dispositivo al tiempo que conserva la planitud del sustrato: ideal para electrónica de potencia de conmutación rápida.

Materiales de visualización y LED basados en zafiro para equipos de despegue láser

Permite una separación eficiente de las capas del dispositivo a partir de los bloques de zafiro para respaldar la producción de micro-LED delgados y térmicamente optimizados.

Ingeniería de materiales III-V para equipos de despegue láser

Facilita el desprendimiento de capas de GaAs, InP y AlGaN para una integración optoelectrónica avanzada.

Fabricación de sensores e IC de obleas delgadas

Produce capas funcionales delgadas para sensores de presión, acelerómetros o fotodiodos, donde el volumen es un cuello de botella en el rendimiento.

Electrónica flexible y transparente

Prepara sustratos ultrafinos adecuados para pantallas flexibles, circuitos portátiles y ventanas inteligentes transparentes.

En cada una de estas áreas, los equipos de despegue láser de semiconductores desempeñan un papel fundamental a la hora de permitir la miniaturización, la reutilización de materiales y la simplificación de procesos.

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre equipos de despegue láser

P1: ¿Cuál es el espesor mínimo que puedo lograr usando el equipo de despegue láser de semiconductores?
A1:Generalmente, entre 10 y 30 micras, dependiendo del material. El proceso permite obtener resultados más finos con configuraciones modificadas.

P2: ¿Se puede utilizar esto para cortar varias obleas del mismo lingote?
A2:Sí. Muchos clientes utilizan la técnica de despegue láser para realizar extracciones en serie de múltiples capas delgadas de un lingote a granel.

P3: ¿Qué características de seguridad están incluidas para el funcionamiento del láser de alta potencia?
A3:Los gabinetes de clase 1, los sistemas de enclavamiento, el blindaje del haz y los apagados automáticos son todos estándar.

P4: ¿Cómo se compara este sistema con las sierras de hilo de diamante en términos de costo?
A4:Si bien el gasto de capital inicial puede ser mayor, el despegue del láser reduce drásticamente los costos de consumibles, el daño del sustrato y los pasos de posprocesamiento, lo que disminuye el costo total de propiedad (TCO) a largo plazo.

P5: ¿El proceso es escalable a lingotes de 6 u 8 pulgadas?
A5:Por supuesto. La plataforma admite sustratos de hasta 12 pulgadas con distribución uniforme del haz y plataformas de movimiento de gran formato.

Sobre nosotros

XKH se especializa en el desarrollo, la producción y la venta de vidrio óptico especial y nuevos materiales cristalinos de alta tecnología. Nuestros productos se utilizan en la electrónica óptica, la electrónica de consumo y el sector militar. Ofrecemos componentes ópticos de zafiro, cubiertas para lentes de teléfonos móviles, cerámica, LT, SIC de carburo de silicio, cuarzo y obleas de cristal semiconductor. Gracias a nuestra experiencia y equipos de vanguardia, nos destacamos en el procesamiento de productos no estándar, con el objetivo de convertirnos en una empresa líder en materiales optoelectrónicos de alta tecnología.