数字模拟和对4H-SiC晶圆的皮秒激光抛光进行实验研究
Yixiong Yan1, Yuxuan Cheng1, Sijia Chen1
1College of Mechanical and Vehicle Engineering, Changsha University of Science & Technology, Changsha 410114, China.
Micromachines
|October 29, 2025
概括
皮秒激光抛光显著改善4H-SiC晶圆表面质量,减少了90%以上的粗度. 这种超快的激光方法为半导体设备的可靠性提供了传统抛光的有希望的替代方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 激光物理 激光物理
背景情况:
- 碳化 (SiC) 晶片需要切片后抛光,以获得最佳的表面质量.
- 传统的抛光方法面临着低效率和表面损坏等挑战,影响设备的可靠性.
研究的目的:
- 调查皮秒激光抛光用于改善切片4H-SiC晶片的表面质量.
- 建立数值模型,以了解抛光过程中的激光材料相互作用机制.
- 优化激光参数,以提高表面粗度的降低.
主要方法:
- 使用1064nm皮秒激光来抛光4H-SiC晶片,初始粗度为2265nm.
- 开发了单脉冲除和移动热源抛光的数值模型.
- 系统地分析了激光功率和扫描速度对表面质量的影响.
主要成果:
- 实现了表面粗度从2265nm显著降低到207.33nm (90.85%的下降).
- 建立了数值模型,揭示了动态自由电子密度演变和非平衡热传递.
- 确定了最佳的激光功率和扫描速度,以实现卓越的表面加工.
结论:
- 皮秒激光抛光是切片碳化晶片的可行和有效的预处理方法.
- 这项研究为先进的超快激光抛光技术提供了基础.
- 预计提高晶圆表面质量将提高半导体设备的性能和可靠性.
