معدات إطلاق ليزر أشباه الموصلات
مخطط تفصيلي
نظرة عامة على منتج معدات الرفع بالليزر
تُمثل معدات رفع أشباه الموصلات بالليزر حلاً متطوراً لترقيق السبائك المتقدم في معالجة مواد أشباه الموصلات. بخلاف طرق الرقاقة التقليدية التي تعتمد على الطحن الميكانيكي، أو النشر السلكي الماسي، أو التسوية الكيميائية الميكانيكية، تُقدم هذه المنصة القائمة على الليزر بديلاً آمناً وغير مُدمر لفصل الطبقات فائقة الرقة عن سبائك أشباه الموصلات السائبة.
مُحسّنة للمواد الهشة وعالية القيمة، مثل نتريد الغاليوم (GaN)، وكربيد السيليكون (SiC)، والياقوت، وزرنيخيد الغاليوم (GaAs)، تُمكّن معدات رفع أشباه الموصلات بالليزر من تقطيع أغشية رقيقة بدقة عالية مباشرةً من سبيكة الكريستال. تُقلل هذه التقنية الرائدة بشكل كبير من هدر المواد، وتُحسّن الإنتاجية، وتُعزز سلامة الركيزة - وهي جميعها عوامل بالغة الأهمية لأجهزة الجيل القادم في إلكترونيات الطاقة، وأنظمة الترددات الراديوية، والفوتونيات، وشاشات العرض الدقيقة.
مع التركيز على التحكم الآلي وتشكيل الشعاع وتحليلات تفاعل الليزر مع المواد، تم تصميم معدات رفع الليزر لأشباه الموصلات لتتكامل بسلاسة مع سير عمل تصنيع أشباه الموصلات مع دعم مرونة البحث والتطوير وقابلية التوسع في الإنتاج الضخم.
تكنولوجيا ومبدأ تشغيل معدات الرفع بالليزر
تبدأ عملية رفع ليزر أشباه الموصلات بتسليط شعاع ليزر فوق بنفسجي عالي الطاقة على السبيكة المانحة من أحد جانبيها. يُركز هذا الشعاع بدقة على عمق داخلي محدد، عادةً على طول واجهة هندسية، حيث يتم تعظيم امتصاص الطاقة بفضل التباين البصري أو الحراري أو الكيميائي.
في طبقة امتصاص الطاقة هذه، يؤدي التسخين الموضعي إلى انفجار مجهري سريع، أو تمدد غازي، أو تحلل طبقة بينية (مثل غشاء ضاغط أو أكسيد مضحٍّ). يؤدي هذا التفكك المُتحكم فيه بدقة إلى انفصال الطبقة البلورية العليا - بسُمك عشرات الميكرومترات - عن السبيكة الأساسية بسلاسة.
يستخدم جهاز رفع الليزر شبه الموصل رؤوس مسح متزامنة الحركة، وتحكمًا قابلًا للبرمجة على المحور Z، وقياسًا انعكاسيًا آنيًا لضمان وصول كل نبضة إلى مستوى الهدف بدقة. كما يمكن تهيئة الجهاز بإمكانيات وضع النبضات المتقطعة أو النبضات المتعددة لتحسين سلاسة الفصل وتقليل الإجهاد المتبقي. والأهم من ذلك، أن شعاع الليزر لا يلامس المادة ماديًا، مما يقلل بشكل كبير من خطر التشقق الدقيق أو الانحناء أو تشقق السطح.
وهذا يجعل طريقة التخفيف عن طريق الليزر بمثابة تغيير جذري، خاصة في التطبيقات التي تتطلب رقائق فائقة النحافة ومسطحة للغاية مع اختلاف السُمك الكلي (TTV) دون الميكرون.
معلمات معدات إطلاق ليزر أشباه الموصلات
| الطول الموجي | IR/SHG/THG/FHG |
|---|---|
| عرض النبضة | نانوثانية، بيكوثانية، فيمتو ثانية |
| النظام البصري | نظام بصري ثابت أو نظام بصري جلفاني |
| مرحلة XY | 500 مم × 500 مم |
| نطاق المعالجة | 160 ملم |
| سرعة الحركة | الحد الأقصى 1000 مم/ثانية |
| القدرة على التكرار | ±1 ميكرومتر أو أقل |
| دقة الموقع المطلقة: | ±5 ميكرومتر أو أقل |
| حجم الرقاقة | 2-6 بوصات أو حسب الطلب |
| يتحكم | Windows 10 و11 وPLC |
| جهد مصدر الطاقة | تيار متردد 200 فولت ± 20 فولت، أحادي الطور، 50/60 كيلو هرتز |
| الأبعاد الخارجية | 2400 مم (عرض) × 1700 مم (عمق) × 2000 مم (ارتفاع) |
| وزن | 1000 كجم |
التطبيقات الصناعية لمعدات الإقلاع بالليزر
تعمل معدات رفع الليزر لأشباه الموصلات على تحويل طريقة تحضير المواد بسرعة عبر مجالات أشباه الموصلات المتعددة:
- أجهزة الطاقة العمودية GaN لمعدات الإقلاع بالليزر
يتيح رفع أغشية GaN-on-GaN فائقة الرقة من السبائك السائبة إنشاء هياكل توصيل رأسية وإعادة استخدام ركائز باهظة الثمن.
- ترقيق رقاقة SiC لأجهزة Schottky و MOSFET
يقلل من سمك طبقة الجهاز مع الحفاظ على تسطح الركيزة - مثالي للإلكترونيات الكهربائية سريعة التبديل.
- مواد شاشات LED القائمة على الياقوت لمعدات الإقلاع بالليزر
يتيح الفصل الفعال لطبقات الجهاز من كرات الياقوت لدعم إنتاج micro-LED الرقيق والمُحسَّن حرارياً.
- هندسة المواد III-V لمعدات الإقلاع بالليزر
يسهل فصل طبقات GaAs وInP وAlGaN لتحقيق التكامل البصري الإلكتروني المتقدم.
- تصنيع الدوائر المتكاملة وأجهزة الاستشعار ذات الرقاقات الرقيقة
تنتج طبقات وظيفية رقيقة لأجهزة استشعار الضغط، أو مقاييس التسارع، أو الثنائيات الضوئية، حيث يشكل الحجم عنق زجاجة للأداء.
- إلكترونيات مرنة وشفافة
يقوم بإعداد ركائز رقيقة للغاية مناسبة للشاشات المرنة والدوائر القابلة للارتداء والنوافذ الذكية الشفافة.
في كل من هذه المجالات، تلعب معدات رفع الليزر شبه الموصل دورًا حاسمًا في تمكين التصغير وإعادة استخدام المواد وتبسيط العمليات.
الأسئلة الشائعة حول معدات رفع الليزر
س1: ما هو الحد الأدنى للسمك الذي يمكنني تحقيقه باستخدام جهاز رفع الليزر شبه الموصل؟
أ1:عادةً ما يتراوح سمكها بين ١٠ و٣٠ ميكرونًا، حسب المادة. يمكن لهذه العملية الحصول على نتائج أرقّ باستخدام إعدادات مُعدّلة.
س2: هل يمكن استخدام هذا لتقطيع رقائق متعددة من نفس السبيكة؟
أ2:نعم. يستخدم العديد من العملاء تقنية الرفع بالليزر لاستخراج طبقات رقيقة متعددة من سبيكة واحدة بشكل متسلسل.
س3: ما هي ميزات السلامة المضمنة في تشغيل الليزر عالي الطاقة؟
أ3:تعد العلب من الفئة 1، وأنظمة القفل المتشابك، وحماية الشعاع، وأنظمة الإغلاق التلقائية جميعها قياسية.
س4: كيف يمكن مقارنة هذا النظام بمنشارات الأسلاك الماسية من حيث التكلفة؟
أ4:ورغم أن النفقات الرأسمالية الأولية قد تكون أعلى، فإن رفع الليزر يقلل بشكل كبير من تكاليف المواد الاستهلاكية، وتلف الركيزة، وخطوات ما بعد المعالجة - مما يؤدي إلى خفض إجمالي تكلفة الملكية (TCO) على المدى الطويل.
س5: هل يمكن توسيع نطاق العملية إلى سبائك مقاس 6 بوصات أو 8 بوصات؟
أ5:بالتأكيد. تدعم المنصة ركائز يصل حجمها إلى ١٢ بوصة، مع توزيع شعاع موحد ومراحل حركة كبيرة الحجم.
معلومات عنا
تتخصص شركة XKH في تطوير وإنتاج وبيع الزجاج البصري الخاص ومواد الكريستال الجديدة عالية التقنية. تخدم منتجاتنا الإلكترونيات البصرية، والإلكترونيات الاستهلاكية، والقطاعات العسكرية. نقدم مكونات بصرية من الياقوت، وأغطية عدسات الهواتف المحمولة، والسيراميك، وLT، وSIC كربيد السيليكون، والكوارتز، ورقائق الكريستال شبه الموصل. بفضل خبرتنا الماهرة ومعداتنا المتطورة، نتميز في معالجة المنتجات غير القياسية، ونسعى لأن نكون شركة رائدة في مجال المواد البصرية الإلكترونية عالية التقنية.
