水射流与激光结合加工在半导体中的应用 毕业论文外文文献翻译.pdf

【水射流与激光结合加工在半导体中的应用】 在半导体行业中，尤其是对于III/V族半导体材料，如砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）的需求日益增长，传统加工方法面临挑战。传统的切割工艺，如砂轮切断和刨切，因热效应和材料脆性导致的缺陷，无法满足高精度、高效率和低损伤的要求。近年来，一种革命性的加工技术——激光引导水射流（Laser-Micjet，LMJ）切割技术应运而生，它结合了激光的精确性和水射流的冷却与清洁效果，为半导体晶圆切割提供了高效、清洁和安全的解决方案。 激光引导水射流加工技术的基本原理是利用聚焦激光束作为能量源，水射流作为引导和冷却介质。在切割过程中，激光熔化或蒸发材料，而高速水射流则迅速带走热量，防止热影响区的形成，从而实现无晶格损伤的切割。这种技术特别适用于脆弱的半导体材料，如砷化镓，因为它可以减少切割过程中的应力和裂纹，提高切割质量和生产效率。 与传统的切割方法相比，激光引导水射流的优势明显。传统的切割方式，如砂轮切割，可能在切割III/V半导体时产生较大宽度的切缝，降低了晶圆的利用率。刨切法可能导致晶圆边缘破碎，不适合处理高价值的半导体材料。激光引导水射流切割则可以实现更高的切割速度，同时保持优良的切缝质量，这对于减小芯片尺寸、使用更薄的晶圆以及提高生产率至关重要。 此外，考虑到砷化镓的毒性，激光引导水射流切割的另一大优点是其安全性。在加工过程中，水射流能够帮助吸收和排除可能产生的有毒气体，减少对环境和操作人员的危害。这在处理像砷化镓这样的有害物质时，显得尤为重要。 水射流与激光结合的加工技术为半导体工业，特别是III/V族半导体材料的切割提供了新的途径，解决了传统方法难以克服的问题，如高精度、低损伤和环保。随着半导体市场对高性能材料需求的不断增长，这种创新的加工技术有望在未来的半导体制造中发挥更大的作用。