Οι ημιαγωγοί είναι ένα ολοκλήρωμα μέρος από το εσωτερικό λειτουργίες του ιατρικού συσκευές, συνεισφέροντας στο το αγωγιμότητα μεταξύ μη αγωγοί και αγωγοί να έλεγχος το ρεύμα. σε στροφή, το συναρμολόγηση διαδικασία να φτιάξει το τέλειο ημιαγωγός είναι πολύ λεπτομερές, ειδικά τώρα ότι συσκευές είναι γίνονται μικρότερο και μικρότερο. As ημιαγωγοί είναι γρήγορα μικρογραφία να προσαρμογή σε αυτά μικρότερα συσκευές, το ρόλος του λέιζερ σε ημιαγωγός Κατασκευή έχει προσαρμοστεί.
Laser technology is often used in semiconductor manufacturing for its thin, precise, versatile and powerful beams for a variety of reasons, include cutting, welding, coating removal and marking.
Κοπή % 2f Εγγραφή
In the production of semiconductors, there are various dicing steps, include cutting wafers out of crystal blocks and templates out of thin films. Dicing with a laser secures that chips are cleanly cut so that they fit properly into the final device. Using lasers allows semiconductors to be cut into many shapes and patterns that are not possible using other dicing methods. Σύμφωνο με Κολούμπια Πανεπιστήμιο's Fu Foundation School of Engineering and Applied Science, κοπή γκοφρέτες χρήση αυτό μέθοδος μειώνει εργαλείο φθορά και υλικό απώλεια και αποτελέσματα σε υψηλότερη αποδόσεις.
Μια άλλη επιλογή για κοπή είναι εγγραφή - διάτρηση μια σειρά από στενά απόσταση ή επικάλυψη τυφλές τρύπες στα μισά του δρόμου μέσω του υλικού . Αυτό είναι μια μέθοδος ευρέως χρησιμοποιείται σε ημιαγωγό κατασκευή εφαρμογές% 2c τέτοια ως κοπή αλουμίνιο οξείδιο υποστρώματα σε τσιπ φορείς ή διαχωρισμός πυρίτιο γκοφρέτες σε τσιπ. Είναι αξίζει να σημειωθεί ότι ο τύπος του λέιζερ απαιτείται για γραφή εξαρτάται από το υλικό χρησιμοποιείται.
Το πανεπιστήμιο λέει, "Αλουμίνιο οξείδιο scribing uses CO2 lasers, while silicon scribing uses Nd:YAG lasers επειδή different materials have different absorption rates at different wavelengths."
The motivation for using scribing versus cutting depends on the speed at which the action occurs in the fabrication shop. "For aluminum oxide, which is about 0.025 inches thick, the material can be scribed at a rate of about 10 inches per second using a medium-power CO2 laser, whereas for a similar laser, the cutting rate may be fractions of an inch per second," writes the university staff. "Scribing also offers the advantage of being able to scribe the substrate before processing is complete and then easily separate it into chips after processing."
Laser συγκόλληση ή λέιζερ δίοδος συγκόλληση is the process of melting adjacent parts of a semiconductor component together, much like equiuring a wafer to a support board. For support boards that are ready to be bonded, such as lead frames, the laser places an identification mark on the frame and then roughens the surface to secure that the two parts are securely bonded together. once bonded together, the laser marking machine Αφαιρεί το burrs δημιουργήθηκε από το τραχύ διαδικασία.
%0αΕξασφαλίζοντας ότι το ημιαγωγός είναι καθαρό και ελεύθερο από ελαττώματα είναι μέρος από α κατασκευή διαδικασία καλείται επίστρωση αφαίρεση. Χρήση α λέιζερ (συνήθως Nd:YAG), ανεπιθύμητο επιστρώσεις μπορεί να αφαιρεθεί ως αν αυτοί ήταν ρητίνη ή χαλκός, και ως αν ήταν ήταν χρυσός ή λεπτό φιλμ επιστρώσεις. Για αφαίρεση γρεζιών, το λέιζερ χρησιμοποιεί του πρόστιμο, ακριβής δέσμη να αφαίρεση περίσσεια υλικό χωρίς προκαλεί ζημιά στο το προϊόν. Αφαίρεση επιστρώσεις επιτρέπει ελαττώματα να είναι περισσότερο σαφώς αναλύεται%2γ εξαλείφει το ανάγκη για αποσυναρμολόγηση για επιθεώρηση%2γ που θα μπορούσε αποτέλεσμα σε προϊόν ζημιά.
Marked chips must also be readable, as marking is a useful way to determine which product is suitable for an application. According to Wafer World, "The laser not only cuts into the surface of the wafer, but also rearranges the surface particles to create extremely shallow but easy-to-read markings."
Υπάρχουν δύο τύποι δείκτες χρησιμοποιούνται on ημιαγωγοί% 3a χαρακτική δείκτες και ανόπτηση δείκτες. Χαρακτική δείκτες είναι λεπτό στρώματα από υλικό ότι είναι αφαιρούνται χρησιμοποιώντας a λέιζερ% 2c αφήνοντας a υφή σημάδι περίπου 12 έως 25 μικρά βαθιά. Αυτά είναι συχνά αναφέρονται σε ως % 22 σκληρά σημάδια% 22 επειδή εκεί υπάρχει a ορατό αλλαγή στο επιφάνεια στρώμα.
Ανόπτηση σημάδια, on the other hand, use a laser set to a lower power level to rerange the molecules rather than etching them. this creates a contrast on the chip surface that is visible when light is reflected.
Τύποι από λέιζερ
Επί του παρόντος, εταιρείες κυρίως χρήση στερεάς κατάστασης λέιζερ για τσιπ κατασκευή επειδή είναι γνωστά για τους υψηλή ισχύς και χρήση μετάλλευμα ως το λέιζερ μεσαίο. Ore media τυπικά συνίσταται του υττρίου, αλουμίνιο, γρανάτης, ή ύττριο βαναδικό άλας κρύσταλλο. Για παράδειγμα, Nd:YAG λέιζερ χρήση χρήση νεοδύμιο-ντοπαρισμένο ύττριο αλουμίνιο γρανάτης κρύσταλλο ως το μέσο. Το λέιζερ δέσμη παράγεται χρησιμοποιώντας ένα ταλαντωτή που διεγείρει το μέσο με φως από α λέιζερ δίοδος.
One type of solid-state laser used for chip marking, engraving, and dicing is the fiber laser, Keyence says, adding that the high-speed lasers use "optical fibers as resonators and create overlapping structures through Yb-ion doped fiber cladding," noting that its fiber lasers are known as the MD-F series of 3-axis fiber lasers. "Some of the uses of fiber lasers include removeing burrs from pre-production processes, marking traceability codes, and removeing resin for defect analysis."
Excimer lasers are also used in semiconductor manufacturing. these are deep ultraviolet (UV) lasers with wavelengths ranging from 126 nm to 351 nm that are primarily used for polymer micromachining. The shorter UV laser beams compared to solid state make them suitable for any type of material, include very fragile and delicate materials, and allow them to work in a very small precise area with a reduction point of action. Όταν χρησιμοποιείται για σήμανση % 2c UV λέιζερ αλλαγή η δομή του το προϊόν υλικό στο το μοριακό επίπεδο χωρίς δημιουργία θερμότητα στο το περιβάλλον περιοχή.
Επί του παρόντος, στερεάς κατάστασης και excimer lasers are seen as the main options when using laser manufacturing for semiconductor production. Ωστόσο, a new option that can rival the classics may soon be available. In a πρόσφατη μελέτη δημοσιευμένη in the journal Nature, a team of researchers from Kyoto University led by Susumu Noda wrote that they have take steps to overcome the restrictions of semiconductor laser brightness by changeing the structure of photonic crystal surface emitting laser (PCSELs). According to the Institute of Electrical and Electronics Engineers, brightness is an advantage that includes the degree of focusing or divergence of a beam του φως. PCSELs, while seen as an attractive option for high-brightness lasers, have before been unscalable for use in large-scale operations due to challenges with the size and brightness of the lasers.
Συχνά, the problem with PCSELs stems from the desire to expand their emitting area, which means that there is room for the light to oscillate in the direction of emission and in the transverse direction. "These transverse oscillations are known as higher-order modes and can destroy the quality of the beam," the IEEE writes. "In addition, if the laser is operateed continuously, the heat inside the laser can change the refractive index of the device, leading to further degradation of the beam quality."
In the Nature study, the researchers used photonic crystals embedded in the laser and "adapted the internal reflector to allow single-mode oscillations over a wider area and to compens for thermal damage." These changes allowed the laser to maintain high beam quality throughout continuous operation.
The researchers develop a 3-mm-diameter PCSEL in their their, a 10-fold jump from the previous 1-mm-diameter PCSEL device.
"For a photonic crystal surface-emitting laser with a large resonant diameter of 3 mm, [continuous-wave] output powers of more than 50 W, pure single-mode oscillations, and an extremely narrow beam divergence of 0.05 degree , corresponding to more than 10,000 wavelengths in the material, have been achieved," the researchers wrote in the study. The brightness ...... reaches 1 GW cm% 7b{10}} sr-1, comparable to existing large laser."
Είναι αξίζει να σημειωθεί ότι από % 22μεγάλου όγκου λέιζερ% 2c% 22 οι ερευνητές μέσος όρος το στερεά κατάσταση και excimer λέιζερ επί του παρόντος χρησιμοποιούνται σε ημιαγωγούς λέιζερ κατασκευή.
As part of the process of establishing a 1,000-square-meter center of excellence for surface-emitting lasers for photonic crystals at Kyoto University, Noda and his team have also shifted from manufacturing photonic crystals using electron-beam lithography to fabricating them with nanoimprint lithography.
"E-beam lithography is precise, but usually too slow for large-scale manufacturing," says the IEEE. "Nanoimprint lithography basically embosses patterns onto semiconductors and is useful for creating very regular patterns quickly."
The next step, according to the study, is to continue to expand the diameter of the laser from 3 to 10 millimeters - a size that reportedly produces 1 kilowatt of output power.
Μεταφρασμένο με www. DeepL.com/Translator (δωρεάν έκδοση)
