一种提高激光减薄半导体材料效率的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:42410672 阅读:51 留言:0更新日期:2024-08-16 16:28
本发明专利技术公开了一种提高激光减薄半导体材料效率的方法及装置,通过在碳化硅薄片剥离后的碳化硅晶锭表面制备硬度较低的氧化层,降低了机械抛光碳化硅表面的难度,可以以最快速度将碳化硅晶锭表面抛光至激光可以入射到材料体内的程度,进而开始下一轮的减薄改质加工,大大提高了半导体材料多次减薄剥离的加工效率;同时,对去除氧化层的半导体材料继续进行减薄剥离加工时,引入激光测距仪,利用激光测距仪实时检测材料表面的粗抛形貌,并根据激光测距仪的检测结果及时调整激光焦点的聚焦位置,可以避免半导体材料表面的粗抛形貌对加工精度造成影响,达到激光继续均匀改质、剥离碳化硅的加工目的,提高加工质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料加工,尤其涉及一种提高激光减薄半导体材料效率的方法及装置


技术介绍

1、碳化硅作为第三代半导体的代表,不仅具有比第二代半导体更高的击穿阈值、更大的禁带宽度,同时具有较高的热导率和抗辐射能力,在电子信息、航空航天以及新能源汽车等领域有着大量的应用。但是碳化硅具有高硬度、易碎的特性,这为其加工带来了巨大的挑战。传统接触式多线切割方法存在着损耗大、效率低的问题。随着碳化硅加工技术的发展,激光改质、剥离碳化硅的技术得到了人们的广泛关注,其通过激光与碳化硅材料非接触式加工,可以实现低损耗的碳化硅减薄加工。

2、然而在激光改质剥离碳化硅的加工过程中,碳化硅薄片剥离后,在进行下一轮碳化硅晶锭减薄加工前,需要将碳化硅晶锭表面进行精密抛光,才能确保入射激光可以不受改质裂纹的影响,保证激光入射至碳化硅晶锭体内。但是碳化硅材料属于高硬度材料,其硬度仅次于金刚石,因此对其表面进行精密抛光需要大量的时间,严重影响加工效率。

3、由于传统接触式加工方法存在着损耗大的问题,而已有激光改质、剥离的方法存在效率低的问题,因此急需专利技术一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,步骤S2中将激光焦点聚焦至剩余的半导体材料的表面,以将减薄改质加工过程中产生的裂纹结构改质成一层氧化物改质层的具体步骤为:

3.根据权利要求2所述的提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,根据半导体材料的掺杂浓度调整入射激光能量时,首先,根据半导体材料的吸收率、电导率和热导率系数,确定半导体材料表面的激光烧蚀损伤阈值;然后,调节入射激光能量,使入射到半导体材料表面的激光能量密度高于其表面激光烧蚀损伤阈值5%-20%。...

【技术特征摘要】

1.一种提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,步骤s2中将激光焦点聚焦至剩余的半导体材料的表面,以将减薄改质加工过程中产生的裂纹结构改质成一层氧化物改质层的具体步骤为:

3.根据权利要求2所述的提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,根据半导体材料的掺杂浓度调整入射激光能量时,首先,根据半导体材料的吸收率、电导率和热导率系数,确定半导体材料表面的激光烧蚀损伤阈值;然后,调节入射激光能量,使入射到半导体材料表面的激光能量密度高于其表面激光烧蚀损伤阈值5%-20%。

4.根据权利要求1所述的提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,步骤s3中对半导体材料表面进行粗抛光,以去除半导体材料表面的氧化物改质层;

5.根据权利要求4所述的提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,所述检测装置为距离检测装置。

6.根据权利要求5所述的提高激光减薄半导体材料效率的方法,其特征在于,所述距离检测装置为激光测距仪。

7.一种提高激光减薄半导体材料效率的装置,其特征在于,包括半导体材料(1)、激光光路,

8.根据权利要求7所述的提高激光减薄半导体材料效率的装置,其特征在于,所述激光光路包括第一光路和第二光路,第一光路与第二光路相互独立,第一光路用于将激光焦点聚焦在半导体材料(1)内部所需减薄剥离的位置进行减薄改质加工;第二光路用于在减薄改质加工后将激光焦点聚焦在已进行减薄改质的半导体材料(1)表面,将减薄改质加工过程中产生的裂纹结构改质成一层氧化物改质层,以提高后续减薄改质加工的效率...

【专利技术属性】
技术研发人员:单翀王尔玺耿靖骅焦健赵振亚高鼎盛蔡国栋赵晓晖崔勇高妍琦季来林饶大幸隋展朱翔宇
申请(专利权)人:中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所
类型:发明
国别省市:

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