激光微加工中半导体材料的几种常见应用
作者：
来源：
天弘激光
发布时间：
2020/07/09
【摘要】：
激光产品中光刻机属于一种掩膜曝光系统，需要采用激光源，在晶圆表面保护膜造成刻蚀，最终形成电路，实现数据储存的功能。光刻机采用量较大的是准分子激光器，能产生深紫外激光束，主要供应商是全球领先的准分子激光器供应商 Cymer，现已被ASML收购。而最新的一代光刻机则是极紫外光刻机（EUV），已经可以实现10 nm以下的制程，目前仍然被外国垄断。
可以预期的是，中国在各种芯片上的技术将逐渐取得突破，实现自产和量产，国产光刻机也是可以期待的，届时精密激光源的应用需求必然会增加。
半导体材料的另一个大量应用是光伏电池产业，是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池，其中以硅晶圆材料为基础应用最为广泛。光伏电池恰恰与激光器相反，它是把光转换为电的一种设备，而这个光电转化率是判断电池优劣的最重要标准，这其中采用的材料和制作工艺是最为关键的。
在硅晶圆的切割方面，以往传统的刀具切割精度不足、效率低下，而且会产生较多的不良产品，因此在欧洲、韩国、美国早已采用了精密激光制造技术。我国光伏电池产能占据全球超过一半，随着国家扶持新能源发展，过去四年光伏产业重回上升轨道，并且大量采用新技术工艺，其中激光加工就是重要工艺之一。目前激光在光伏电池实现了晶圆切割、划片、消融，PERC电池的激光开槽。PERC电池是一种钝化发射极和局部背接触的新型太阳能电池,其优势在于高达20%及以上的光电转换效率。
半导体材料的第三个重要应用是线路板，也包括柔性线路板。线路板采用了大量的半导体材料，也是所有电子产品的基础，是至关重要的部件。近年来随着线路板的精度和集成度越来越高，更加小型迷你的线路板让大型设备和接触式加工难以适应，激光技术开始有了用武之地。
打标应该是线路板上最简单的工艺，目前常常采用的紫外激光器的在材料表面的标刻。钻孔是线路板上常用的工艺，激光钻孔能达到微米级，能打出机械刀无法做到的微细小孔，并且速度极快。线路板上应用的铜材切割、固定熔焊等均可以采用激光技术。而锡膏的激光微焊也是近年来值得关注的重要技术。
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