1、半導體(ti) 材料簡介

半導體(ti) (semiconductor)，指常溫下導電性能介於(yu) 導體(ti) (conductor)與(yu) 絕緣體(ti) (insulator)之間的材料。

常用半導體(ti) 材料分為(wei) 元素半導體(ti) 和化合物半導體(ti) 。

元素半導體(ti) 是由單一元素製成的半導體(ti) 材料，主要有矽、鍺、硒等，以矽、鍺應用最廣。

化合物半導體(ti) 即是指由兩(liang) 種或兩(liang) 種以上元素以確定的原子配比形成的化合物，並具有確定的禁帶寬度和能帶結構等半導體(ti) 性質。

半導體(ti) 材料按其發展曆程：

大族激光在半導體(ti) 材料上與(yu) 相關(guan) 客戶協作，共同完善現有半導體(ti) 行業(ye) 遇到的製程工藝問題，提供一整套的解決(jue) 方案。特別針對半導體(ti) 行業(ye) 中晶圓片對加工過程潔淨度高要求的需求，我們(men) 提出激光改質切割技術。

2、改質切割加工原理

激光改質切割是使用特定波長的激光束通過透鏡聚焦在晶圓內(nei) 部，產(chan) 生局部形變層即改質層，該層主要是由孔洞、高位錯密度層以及裂紋組成。改質層是後續晶圓切割龜裂的起始點，可通過優(you) 化激光和光路係統使改質層限定在晶圓內(nei) 部，對晶圓表麵和底麵不產(chan) 生熱損傷(shang) ，再借用外力將裂紋引導至晶圓表麵和底麵進而將晶圓分離成需要的尺寸。

圖1改質加工示意圖

3、半導體(ti) 改質切割的應用、優(you) 勢及加工方案

3.1半導體(ti) 改質切割應用

改質切割工藝在半導體(ti) 封裝行業(ye) 內(nei) 可應用於(yu) MEMS芯片、FRID芯片、SIM芯片、存儲(chu) 芯片、SiC芯片等，但對晶圓而言需要一定的要求：

l擁有特定的圖案便於(yu) CCD的精準定位；

l劃片槽寬度大於(yu) 等於(yu) 20 um，在激光掃描和機台定位精度內(nei) 。

l正麵激光加工時，晶圓表麵不能有TEG/金屬層。

l背麵激光加工時，晶圓背麵需貼附改質專(zhuan) 用貼膜。

3.2半導體(ti) 改質切割優(you) 勢

傳(chuan) 統的晶圓切割通常使用刀輪，刀輪切割主要通過其穩定、高速的旋轉對晶圓進行磨削，切割過程中需要使用冷卻液降低溫度和帶走碎屑。

圖2刀輪加工示意圖

圖3刀輪切割和改質切割對比

對比刀輪切割，改質切割具有明顯的優(you) 勢，具體(ti) 如下：

l完全幹燥的加工過程；

l切割表麵無沾汙，不產(chan) 生碎片、損傷(shang) ，截麵陡直、無傾(qing) 斜，零切割線寬；

l非接觸式切割，使用壽命長。

3.3半導體(ti) 改質切割工藝方案

大族激光全自動晶圓激光切割機為(wei) 客戶提供一整套晶圓（Si或SiC）切割工藝方案。針對晶圓片我們(men) 提供以下加工方案，將晶圓背麵貼上特質膜，使用激光在晶圓正麵劃片槽內(nei) 進行劃片，最後對晶圓擴膜（部分晶圓需要裂片+擴膜，視實際產(chan) 品及應用而定）。

圖4晶圓片改質加工方案

目前大部分半導體(ti) 材料（如Si、SiC、GaN、GaAs等）或脆性材料（如玻璃、藍寶石、鉭酸鋰等）均已用此技術方案進行生產(chan) 加工。

圖5Si改質效果：（a）上表麵示意圖，直線度小於(yu) 5 um（b）晶圓加工的截麵效果

圖6SiC改質上表麵效果