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半導(dǎo)體激光器芯片減薄、拋光工藝

發(fā)布日期:2022-07-04  華人噴碼網(wǎng)  來源:OFweek?激光網(wǎng)
核心提示激光器都是在外延的基礎(chǔ)上做出芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計,外延厚度2寸的在350um,4寸的在460um左右,到芯片后期,都需要對晶圓進(jìn)行減薄,厚度有做到80um的,也有120um的,通常為兼顧芯片性能和破片良率問題,100um的厚度成為常
激光器都是在外延的基礎(chǔ)上做出芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計,外延厚度2寸的在350um,4寸的在460um左右,到芯片后期,都需要對晶圓進(jìn)行減薄,厚度有做到80um的,也有120um的,通常為兼顧芯片性能和破片良率問題,100um的厚度成為常見厚度。
我們來聊聊GaAs基激光器或者LED的減薄和拋光問題。
砷化鎵(gallium arsenide),化學(xué)式 GaAs。黑灰色固體,熔點(diǎn)1238℃。它在600℃以下,能在空氣中穩(wěn)定存在,并且不被非氧化性的酸侵蝕。砷化鎵是一種重要的半導(dǎo)體材料,屬Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體。
砷化鎵晶圓的用途各不相同,主要用于一些二極管、場效應(yīng)晶體管(FET)和集成電路(IC)等。砷化鎵可以制成電阻率比硅、鍺高3個數(shù)量級以上的半絕緣高阻材料,用來制作集成電路襯底、紅外探測器、γ光子探測器等。由于其電子遷移率比硅大5~6倍,故在制作微波器件和高速數(shù)字電路方面得到重要應(yīng)用。用砷化鎵制成的半導(dǎo)體器件具有高頻、高溫、低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。此外,砷化鎵可以用于制造光通信和控制系統(tǒng)中的發(fā)光二極管(LED)。
GaAs不同的研磨設(shè)備可能選用不同粒徑的磨料,如上圖,減薄其實(shí)是個物理損傷的過程。
減薄之后wafer是有很多微小Crack在里面。也會有應(yīng)力在里面。
需要用拋光或者刻蝕去除這些應(yīng)力和Crack。
通常減薄都需要在wafer上面加一定的壓力。
壓力可以平均到單位面積上,單位面積壓力越大,去除速率越大。
表面粗糙度和晶圓強(qiáng)度也有直接關(guān)系。強(qiáng)度大晶圓就不容易碎片,生產(chǎn)良率高。從圖標(biāo)中可見,隨著表面粗糙度值從 Ra=7.15 降低到 Ra=0.5 nm,總晶圓破損率從 9.13% 降低到 0.59%。證實(shí)了表面粗糙度對產(chǎn)量的重要性。拋光工藝可以比濕蝕刻法更有效地去除表面缺陷和降低表面粗糙度。 
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