與捷克ELI Beamlines Facility合作超快雷射切割碳化矽晶圓之研究
本中心鄭正元教授專注於超快雷射切割碳化矽晶圓之研究。透過與捷克Extreme Light Infrastructure European Research Infrastructure Consortium (ELI ERIC)合作,一同研究雙脈衝雷射對改質區域之影響與更多之可能性。透過雙脈衝雷射切片技術,解決目前主流碳化矽晶圓之切片技術鑽石線鋸(Dimond Wire Sawing),產生之高材料切口損失。
本研究為全球首例使用40fs飛秒雷射系統,進行N-type 4H-SiC晶圓之內部改質研究。實驗證實,前導脈衝能有效激發材料內部自由載子場,提升主脈衝的能量耦合效率,進而穩定形成改質區並促進4°傾角裂紋擴展。並且,雙脈衝可將穩定改質之掃描速度從40μm/s提升至240μm/s,顯著提高加工效率六倍以上。同時,40fs脈衝持續時間可獲得之改質區域厚度(7.2μm),相較於200fs(38.7μm)與500fs(100.1μm)分別獲得5.3倍與14倍之進步,進一部證實縮短脈衝時間可以有效降低改質層厚度,進而減少材料損失。
於捷克ELI Beamlines Facility執行合作之研究成果: (a-b)碳化矽飛秒雷射內部改質之實驗設置與 (c)內部改質特徵及(d) 4°傾角裂紋
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