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激光微加工中半導體材料的幾種常見應用

激光微加工中半導體材料的幾種常見應用

作者:
天弘激光
來源:
天弘激光
發布時間:
2020/07/09
【摘要】:
光刻機屬于一種掩膜曝光系統,需要采用激光源,在晶圓表面保護膜造成刻蝕,最終形成電路,實現數據儲存的功能。光刻機采用量較大的是準分子激光器,能產生深紫外激光束,主要供應商是全球領先的準分子激光器供應商 Cymer,現已被ASML收購。
激光產品中光刻機屬于一種掩膜曝光系統,需要采用激光源,在晶圓表面保護膜造成刻蝕,最終形成電路,實現數據儲存的功能。光刻機采用量較大的是準分子激光器,能產生深紫外激光束,主要供應商是全球領先的準分子激光器供應商 Cymer,現已被ASML收購。而最新的一代光刻機則是極紫外光刻機(EUV),已經可以實現10 nm以下的制程,目前仍然被外國壟斷。
 
 
可以預期的是,中國在各種芯片上的技術將逐漸取得突破,實現自產和量產,國產光刻機也是可以期待的,屆時精密激光源的應用需求必然會增加。
 
半導體材料的另一個大量應用是光伏電池產業,是目前世界上增長最快、發展最好的清潔能源市場。太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池,其中以硅晶圓材料為基礎應用最為廣泛。光伏電池恰恰與激光器相反,它是把光轉換為電的一種設備,而這個光電轉化率是判斷電池優劣的最重要標準,這其中采用的材料和制作工藝是最為關鍵的。
 
在硅晶圓的切割方面,以往傳統的刀具切割精度不足、效率低下,而且會產生較多的不良產品,因此在歐洲、韓國、美國早已采用了精密激光制造技術。我國光伏電池產能占據全球超過一半,隨著國家扶持新能源發展,過去四年光伏產業重回上升軌道,并且大量采用新技術工藝,其中激光加工就是重要工藝之一。目前激光在光伏電池實現了晶圓切割、劃片、消融,PERC電池的激光開槽。PERC電池是一種鈍化發射極和局部背接觸的新型太陽能電池,其優勢在于高達20%及以上的光電轉換效率。
 
半導體材料的第三個重要應用是線路板,也包括柔性線路板。線路板采用了大量的半導體材料,也是所有電子產品的基礎,是至關重要的部件。近年來隨著線路板的精度和集成度越來越高,更加小型迷你的線路板讓大型設備和接觸式加工難以適應,激光技術開始有了用武之地。
 
打標應該是線路板上最簡單的工藝,目前常常采用的紫外激光器的在材料表面的標刻。鉆孔是線路板上常用的工藝,激光鉆孔能達到微米級,能打出機械刀無法做到的微細小孔,并且速度極快。線路板上應用的銅材切割、固定熔焊等均可以采用激光技術。而錫膏的激光微焊也是近年來值得關注的重要技術。

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