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

随着科技的迅猛发展，半导体行业对材料加工技术的要求日益提高。特别是在III/V族半导体材料的应用中，如何实现高精度、高效率和低损伤的切割工艺，是当前研究的热点。水射流与激光结合加工技术，尤其是激光引导水射流（Laser-Micjet，LMJ）切割技术，正是在这一背景下应运而生。它通过将激光的精确切割与水射流的冷却清洁效果相结合，为半导体晶圆的切割加工带来了革命性的改进。 半导体材料，如砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP），在电子和光电子领域具有极高的应用价值。然而，这些材料的脆性和易受热损伤的特性，使得传统加工方法，如砂轮切断和刨切等，往往难以满足日益增长的高精度和低损伤需求。在传统方法中，砂轮切断容易产生宽切缝，降低晶圆利用率；刨切法则可能导致晶圆边缘破碎，且对操作者和环境有潜在的危险。相较之下，激光引导水射流切割技术以其高效、清洁、安全的特点，在半导体加工领域展现出了明显的优势。 激光引导水射流技术的基本原理是利用聚焦激光束进行材料的熔化或蒸发，然后通过高速水射流迅速带走产生的热量，防止热量在切割区域的积累，从而实现无晶格损伤的切割。这一过程中，水射流不仅仅起到冷却的作用，同时还可以清洁切割表面，去除切割过程中的碎屑，减少对半导体材料的二次污染。 水射流与激光结合的加工技术之所以适用于像砷化镓这样的脆弱半导体材料，是因为它显著降低了切割过程中的应力和裂纹。这种方法能够显著提高切割质量，从而提升整体生产效率。得益于水射流的冷却作用，该技术还能在切割过程中保持较低的热影响区域，这对于精确控制切割深度和宽度尤为重要，尤其是在半导体工业中对于芯片尺寸的小型化和晶圆的减薄处理。 除了加工质量的提升，激光引导水射流技术在环保方面也表现突出。特别是在处理有毒的III/V族半导体材料时，它可以通过水射流吸收和排除有毒气体，从而减少环境污染和操作人员的安全风险。这一点在当前对于环境可持续性和工作人员安全日益重视的背景下，具有重要的实际意义。 在实际应用中，激光引导水射流技术不仅可以实现更高的切割速度，而且能够保持优良的切缝质量。这对于半导体工业实现芯片尺寸减小、晶圆厚度降低、生产效率提高等目标至关重要。尤其对于高价值的半导体材料，激光引导水射流切割技术不仅提升了加工效率，而且提高了原材料利用率和成品率。 在未来的发展中，水射流与激光结合的加工技术将有望在半导体制造中占据更重要的地位。随着对高性能半导体材料需求的不断增长，以及对加工精度、效率和环保性能要求的不断提高，激光引导水射流技术将更加符合半导体行业的发展趋势。尽管该技术目前仍处于研发和推广阶段，但其显著的优势和广泛的应用前景已经引起了业内的广泛关注。 水射流与激光结合的加工技术在半导体行业中展现出巨大的潜力和应用价值。它不仅克服了传统加工方法的局限，而且在加工精度、切割质量、生产效率和环保方面均展现出明显的优势。随着技术的不断完善和成熟，这种新型加工技术必将在半导体材料加工领域发挥越来越重要的作用，引领半导体工业向更高效、更安全、更环保的方向发展。