사파이어, SiC 및 GaN 애플리케이션

초고속(피코초 및 펨토초) 및 고품질 연속파(CW) 또는 준연속파(QCW) 파이버 레이저는 사파이어 및 SiC의 미세 가공에 혁명을 일으켰습니다. 근본적인 장점은 열 전달이 미미한 초고속 절제 또는 제어된 열 공정을 통해 미세한 영역에 집중된 에너지를 전달하는 레이저의 능력에 있습니다. 이 기능은 가장자리 품질과 치수 정확도가 가장 중요한 센서 요소, 미세유체 채널 및 특수 광학 부품을 제조하는 데 기초가 됩니다.

스텔스 다이싱(SD) 및 레이저 어블레이션 다이싱과 같은 레이저 다이싱 방법은 업계 표준이 되었습니다. 스텔스 다이싱은 집중된 펄스 레이저를 사용하여 재료 내부에 수정된 표면 아래 결함 층을 형성한 다음 이 평면을 따라 웨이퍼를 절단하는 기계적 팽창 단계를 사용합니다. 이 방법은 치핑, 먼지 또는 상단 표면 손상이 거의 발생하지 않으며, 웨이퍼당 다이 수를 최대화하며 초박형 웨이퍼에 이상적입니다. 절제 다이싱은 정밀한 제어로 절단선을 따라 재료를 기화시킵니다. 레이저 다이싱으로의 전환은 더 높은 수율, 향상된 장치 신뢰성 및 고급 패키징을 위해 더 얇은 웨이퍼를 처리할 수 있는 능력에 대한 요구에 대한 직접적인 대응입니다.

사파이어와 SiC의 성공적인 가공은 레이저 매개변수에 매우 민감합니다. 고휘도의 안정적인 빔을 통해 미세한 스폿 크기에 일관된 초점을 맞출 수 있으며 에너지 밀도를 집중하여 재료 제거를 효율적으로 시작하는 동시에 열 영향부(HAZ)를 최소화합니다. 이 물리적 원리는 좁은 절단과 최소한의 치핑을 가능하게 합니다. 또한 펄스 주파수, 펄스 폭, 피크 전력과 같은 매개변수에 대한 광범위하고 정밀한 제어를 통해 공정 엔지니어는 다양한 기판 두께, 결정 방향 및 원하는 절단 품질을 수용할 수 있도록 에너지 입력을 정확하게 조정할 수 있습니다.

레이저는 총 재료 제거 외에도 표면 특성을 수정하고 결함을 복구하기 위한 메스를 제공합니다. 제어된 레이저 조사는 사파이어에 마이크로 및 나노 규모 패턴을 생성하여 LED의 광 추출을 향상시키고 소수성을 높이거나 생체 접착력을 향상시킬 수 있습니다. 또한 집중된 레이저 빔은 SiC의 주입 손상을 치료하고 도펀트를 활성화하거나 사파이어 광학 창의 미세한 결함을 매끄럽게 하기 위한 국부적 어닐링에 사용될 수 있습니다.

LED 제조(GaN 에피택셜 기판): 사파이어의 레이저 기반 저손실 절단은 GaN 에피택시를 보호하여 밝기와 수명을 보장합니다. 고급 소비자 전자 제품: 정밀한 형상과 완벽한 가장자리는 미학과 강도를 결합합니다. 반도체 및 5G 통신: GaN-on-Sapphire RF 및 SiC 전력 장치는 레이저 절단, 균열 없는 가장자리를 특징으로 하여 높은 전열 스트레스 하에서도 신뢰성을 유지합니다. 고급 광학 및 방어: 군용 창문 및 레이돔은 레이저 깊이 제어 처리를 활용하여 재료 강도와 투명성을 보존합니다.