A picosecond laser cutting thin polysilicon film integrated processing method, which comprises the following steps: 1, the original polysilicon film cut to 20mm * 20MM small, measured original surface roughness of less than 0.4 m by the roughness instrument, the original thickness measured by micrometer silicon; 2, using picosecond fiber laser the pulse width of 600ps set of laser scanning area 15mm * 15mm thinning processing on the surface, the laser wavelength of 193 1064nm, repetition frequency of 100 1000KHz, an output power of 1 20W, laser scanning speed of 100 500mm/s, scanning times 5 15 times; 3, rendering the laser cutting contour and adjust the laser parameters of silicon wafer 4, the use of cutting; roughness, thickness and morphology of silicon wafer surface measuring instrument, the picoammeter test of silicon sheet with different thickness I V curve.
【技术实现步骤摘要】
一种皮秒激光减薄切割多晶硅片的一体化加工方法
本专利技术涉及一种硅片的激光减薄切割一体化方法,尤其是一种皮秒激光减薄切割多晶硅片的一体化加工方法,属于半导体材料激光加工领域。
技术介绍
硅片在半导体器件领域中应用广泛,随着电子产品对高性能、多功能和小型化的需求推动了集成电路(IC)封装技术的发展,需要对硅片进行背面减薄加工。硅片背面减薄技术有很多种,如磨削、抛光、干式抛光、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子辅助化学腐蚀和常压等离子腐蚀等。目前,金刚石砂轮的超精密磨削技术在硅片工业减薄加工中广泛应用,该技术通过砂轮在硅片表面旋转施压、损伤、破裂、移除而实现硅片减薄。但是,工艺中不可避免引入损伤,降低器件可靠性和稳定性,同时超精密磨削减薄技术面临着高加工质量和高加工效率的突出矛盾。随着激光加工技术的不断发展,它已经开始应用于硅片的工业生产中。利用光纤激光精密切割单晶硅;利用激光在柔性和刚性衬底上沉积非晶硅薄膜;利用激光进行硅片表面退火;利用激光清洗硅片表面杂物;飞秒激光扫描硅表面诱导形成微结构;晶体硅片上的激光打孔等都已进行过研究或应用。本专利技术针对硅片减薄这一工程问题,尝试使用皮秒激光进行多晶硅片的减薄切割一体化加工,避免了机械磨削的表面损伤,降低硅片生产的碎片率,提高加工效率和质量,而且还会减少化学试剂的使用,有利于提高硅片生产的环保性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种皮秒激光减薄切割多晶硅片的一体化加工方法,针对传统减薄方法产生的碎片率高、表面刮伤、加工效率低等问题。利用皮秒激光扫描硅片表面进行减薄。本专利技术所用激光加工系统如图1,本专利技术的操作流 ...
【技术保护点】
一种皮秒激光减薄切割多晶硅片的一体化加工方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:取原始多晶硅片裁剪为20mm×20mm的小块,利用粗糙度仪测得原始表面粗糙度小于0.4μm,利用螺旋测微仪测得硅片的原始厚度;步骤二:利用脉冲宽度600ps的皮秒光纤激光器设定激光扫描区域15mm×15mm对硅片表面进行减薄加工,激光的波长193‑1064nm,重复频率100‑1000KHz,输出功率1‑20W,激光扫描速度100‑500mm/s,扫描次数5‑15次;步骤三:绘制激光切割轮廓线并调整激光参数进行硅片切割,输出功率20W,激光扫描速度100mm/s,重复频率200KHz,扫描次数10次,激光的波长1064nm;步骤四:利用粗糙度仪测量激光减薄后硅片表面的粗糙度,减薄后表面粗糙度Ra小于1μm;利用螺旋测微仪测量减薄后的硅片厚度;利用基恩士三维共聚焦显微镜观察表面形貌,利用皮安计测试不同厚度硅片的I‑V曲线。
【技术特征摘要】
1.一种皮秒激光减薄切割多晶硅片的一体化加工方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:取原始多晶硅片裁剪为20mm×20mm的小块,利用粗糙度仪测得原始表面粗糙度小于0.4μm,利用螺旋测微仪测得硅片的原始厚度;步骤二:利用脉冲宽度600ps的皮秒光纤激光器设定激光扫描区域15mm×15mm对硅片表面进行减薄加工,激光的波长193-1064nm,重复频率100-1000KHz,输出功率1-20W,激光扫描速度100-500mm/s,扫描次数5-15次;步骤三:绘制激光切割轮廓线并调整激光参数进行硅片切割,输出功率20W,激光扫描速度100mm/s,重复频率200KHz,扫描次数10次,激光的波长1064nm;步骤四:利用粗糙度仪测量激光减薄后硅片表面的粗糙度,减薄后表面粗糙度Ra小于1...
【专利技术属性】
技术研发人员:管迎春,方志浩,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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