剝離技術的案例
日本開發出一種新的LED基板剝離技術，實現高光提取效率薄膜LED的生產
CINNO Research產業資訊，LED領域，一直都缺乏一種令人滿意的絕緣襯底剝離方法，而這又是開發垂直LED結構的重要一步，剝離效果不好會直接影響AlGaN LED的性能。所幸該問題現在將可以克服，所有的成果要歸功于一個由日本工程師團隊開發的新技術。據其介紹，他們設計了一種新的工藝：通過將器件樣品整個浸入到一種溫度115°C、壓強170 KPa的水環境中，然后將AlGaN LED器件從襯底上分離出來。
這種方法由日本明治大學、三重大學和大阪大學合作開發，能夠讓AlGaN LED像使用激光剝離技術剝離出高功率GaN器件一樣輕松剝離。這里要注意的一點是，直接將激光剝離技術應用于AlGaN LED的玻璃尚有很多問題，其工藝中形成的鋁液滴會抑制器件的整體玻璃。傳統玻璃方案還有另一種選擇：電化學蝕刻，不過該方案通常需要施加電流，這會限制所剝離區域的大小。
該團隊希望，他們的方案——在1.2μm高、400 nm寬、周期為1μm的柱狀三角晶格上生長AlGaN異質結構，未來可用于高功率UV LED和LD激光器的制造。這些器件在市場上擁有各種應用，比如殺菌、生物技術、醫藥加工等。
作為該合作項目的發言人、日本明治大學的巖屋元明（Motoaki Iwaya）告訴Compound Semiconductor，該方法源于一名學生在加工前加熱和清潔器件晶片時的思考。
展開 石墨烯產業化再加籌碼，中國科學家研發成功環保剝離制備技術！
其實，石墨烯是天然存在于自然界中的，制備的理想解決方案是從天然鱗片石墨出發，將其在特定溶劑液相中剝離成石墨烯。換句話說，由于石墨烯是疏水的，需要在剝離的環境液體中加入大量活性劑，否則難以剝離。常見做法，往往制備1噸石墨烯，需要加入3噸高錳酸鉀等氧化劑，讓其變為氧化石墨烯，剝離后再還原，這一過程中氧化、還原，以及清洗產生的廢水不少，而且也讓石墨烯失去了一些特有的性質。
如何克服這些問題？該課題組研究人員采用一種非穩定分散的策略，通過在石墨烯表面引入極少量的可電離含氧官能團，實現了在極高濃度下的快速、高產率剝離，剝離產物90%以上為單層石墨烯，且晶格缺陷少，從而有效解決了石墨烯規模化應用中的儲存和運輸問題。此外，該方法制備的石墨烯水相漿料表現出了良好的流變特性，可直接通過3D打印制備各種形狀的石墨烯氣凝膠，從而為石墨烯在儲能、環境治理、多功能復合材料等領域的應用開辟了新途徑。
來源：新材料技術前沿
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新材料技術前沿
展開 專訪大族半導體莊昌輝：引領激光巨量轉移技術創新，加速Micro LED商業化應用進程
2024年7月3日，以「跨越創新·技術融合」為主題的2024國際Mini/Micro LED供應鏈創新發展峰會（IMDS 2024）在上海浦東嘉里大酒店舉辦。大族半導體Mini LED巨量轉移項目中心研發總監莊昌輝受邀并在峰會上作主題《Micro LED顯示研發進度及激光巨量轉移技術分享》的分享。
CINNO
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大族半導體的Micro LED發展之路
自2019年起，大族半導體率先在國內啟動Micro LED領域的激光加工設備研發，先后開發了準分子激光剝離、固體及準分子激光巨量轉移、全段激光修復、激光鍵合、玻璃基板測走線無縫拼接等多項國內首創的技術設備，成為國內唯一一家完成Micro LED領域激光應用全套解決方案的公司。
盡管行業在此過程中面臨了不少挑戰，尤其是早期蘋果項目的取消對行業信心造成了一定打擊，但國內企業如京東方等仍在積極開拓車載、大型電視和AR等更具潛力的應用領域。莊昌輝堅信：“Micro LED技術的發展道路雖然曲折，但其核心技術優勢決定了前景是光明的。”
激光巨量轉移技術加速Micro LED商業化
激光巨量轉移技術被認為是Micro LED制造中的關鍵技術，莊昌輝表示：“我們主要從準分子激光和固體激光兩個方向對激光巨量轉移技術進行技術開發。準分子系統具有較大的工藝窗口和高良率優勢，一次可以轉移多顆芯片，適用于大規模生產；固體激光系統則因其靈活性，特別適用于需要快速修復的應用場景。
展開 曝光！《流浪地球》里的最“大”機械怪獸，竟然是它。。。
蒂森克虜伯為內蒙古伊敏河露天煤礦項目提供的挖掘機概念圖
這一由蒂森克虜伯中德團隊攜手打造的挖掘機將是當前世界上能力最強的緊湊型斗輪挖掘機，蒂森克虜伯公司最先進的采掘技術、自動控制技術、無人化技術等都將在這套系統中得到完美體現。
該項目已于2018年啟動，目前正在安裝階段，預計2019年完工投入使用。到時候，小伙伴們可以一睹蒂森克虜伯6,600Lm3/h 緊湊型斗輪挖掘機系統的真顏啦。。。
激光巨量鍵合技術解析：Micro LED巨量轉移降本增效新方法
Micro LED COG封裝工藝制程是使用激光剝離設備將生長基板上的芯片剝離到臨時基板上，再通過激光巨量轉移設備將三色RGB芯片依次轉移到驅動電路基板后，采用激光巨量鍵合設備將芯片和焊盤進行鍵合，最后進行大屏拼接的過程。當然，各工藝制程環節中均穿插了AOI檢測、激光去除和激光修補的動作。激光剝離技術和激光巨量轉移技術在前兩期中均有詳細講述（可點擊文末鏈接查看），本期我們重點講述Micro LED制程中最重要的環節之一—激光巨量鍵合技術。
Micro LED COG常規制程
Micro LED芯片尺寸的縮小，意味著在制造同樣尺寸大小的顯示屏幕時，Micro LED的驅動電路基板上需要鍵合更多數量的芯片，其焊點大幅增加，鍵合工藝難度因此大幅提升，這對芯片鍵合的制造工藝和設備提出了更高的要求。
傳統鍵合方式利用印章、靜電力等巨量轉移的方式將芯片與目標基板進行貼合后，再采用加熱加壓的方式將芯粒和焊盤進行共晶合金鍵合。目前鍵合多采用Au-In鍵合、Au-Au鍵合和Au-Sn鍵合，效果穩定，鍵合強度大，但Au單價偏高，影響生產成本，不符合Micro LED的商業化發展趨勢；不僅如此，傳統鍵合方式還要克服因為溫度升高，轉移頭和目標基板的熱膨脹系數不一樣而導致的對位偏移等問題。
展開 為什么越來越看好FD-SOI
2018年，作為FDSOI晶圓供應主力軍的SOITECT以其定義的核心業務“加速為電子行業提供優化襯底”所新研發的FDSOI襯底優化的晶圓剝離技術Smart-CutTM技術和SOI晶圓的革命性晶圓鍵合最為知名，將晶體材料中的超薄單晶硅層從供體襯底轉移到其他襯底上的技術，為當今大部分SOI晶圓所采用，更將FD-SOI“利用基體偏壓(body bias)提供廣泛的性能以及功耗選項”推向新臺階。
圖8、SOITEC研發的FDSOI襯底優化的Smart-CutTM技術
圖9、Smart-CutTM技術形成的“與絕緣層整合”
優化后的FDSOI襯底，功耗范圍大大擴展，產品線擴展到：RF-SOI、power-SOI、FDSOI、POI、光學SOI、成像SOI，性能提升的同時，應用產品線大大豐富，充分展示了FD-SOI廣闊應用前景，特別是基于這些產品線下可能的混合型芯片技術，性能比較高，將有助于AIOT在自動駕駛領域的廣泛應用。
圖10、Smart-CutTM技術應用領域
值得一提的是，隨著國內AIOT技術的快速發展，面向AIOT應用的FDSOI產業生態也逐漸形成。
圖11、國內FDSOI生態系統
當然，業界當下仍然對FD-SOI晶圓硅片的成本和供應有所顧慮。Planar技術，導致FD-SOI的晶圓襯底比硅晶片昂貴一些。
展開 降維超導、堆砌如花
所謂“降維”，即通過剝離技術將層狀結構一層一層剝離，直到盡頭。所謂“操控”，即對二維體系進行加工、處理與調控。最近幾年，黃富強們也發展出剝離高溫固相合成的LiMS2 (M 為過渡金屬元素) 晶體的方法，獲得了高純度的MS2 納米片、甚至單晶 (如圖1 所示)。他們成功運用這一技術制備了 NbS2、TaS2、TiS2、MoS2、WS2 等材料。當然，黃富強們也多與國內外同行，包括筆者所在的中科院上海微系統所(謝曉明、牟剛)合作，表征與調控其中的超導性能。結果還真看到了一些新的、不同于常規體系超導電性的現象與物理。有興趣的看君，可關注針對 TaS2 的工作 [JACS 139, 4623 (2017)]、針對 MoS2 的工作 [Angew. Chem. 130, 1246 (2018)]、以及針對WS2 的工作 (arXiv:1808.05324)。
本文將主要看看 TaS2 為主角的表演。
圖2. (a) 重堆疊 TaS2 納米片的結構示意圖。(b) 重堆疊 TaS2 納米片的 XRD 圖譜。(c) 重堆疊 TaS2 納米片的磁化數據。(d) 重堆疊 TaS2 納米片的電阻-溫度曲線。
http://www.sic.cas.cn/xwzx/kydt/201707/t20170709_4829634.html
我們不妨從幾個角度來欣賞劇場表演，會看到：萬家燈火如劇場，一萬年長一夜長。
首先，如圖2 所示，化學剝離的單層 TaS2 納米片經過抽濾，可以進行重新堆疊，由原來規則平移堆砌的晶體，變成面內旋轉了的TaS2 薄膜，稱之為重新堆垛。堆垛過程中，不同納米片之間的扭轉角破壞了材料面內的旋轉對稱性，構成一種新的對稱 (非對稱) 形態。一般人自然想到，這種對稱性破缺一定會搗毀超導轉變。
展開 一文看懂芯片材料基石——硅
利用 CMP 技術減薄，但是與 bond 技術不同的是，sim-bond 有自停止層，當研磨到 SiO2 層時，會自動停止。然后經過腐蝕去掉 SiO2層。最后一步是拋光。
Smart-cut 技術：智能剝離技術。Smart-cut 技術是鍵合技術的一種延伸。第一步是將一片晶圓氧化，在晶圓表面生成固定厚度的 SiO2。第二步是利用離子注入技術，向晶圓的固定深度注入氫離子。第三步是將另外一片晶圓與氧化晶圓鍵合。第四步是利用低溫熱退火技術，氫離子形成氣泡，令一部分硅片剝離。然后利用高溫熱退火技術增加鍵合強度。第五步是將硅表面平坦化。這項技術是國際公認的 SOI 技術發展方向，埋氧層厚度完全由氫離子注入深度決定，更加準確。而且被剝離出的晶圓可以重復利用，大大降低了成本。
▲sim-bond 方式形成絕緣體上硅
▲Smar
t-cut 方式形成絕緣體上硅
來源：智東西
展開 首屆泛半導體制程應用光子技術行業論壇圓滿落幕
因此，隨著半導體工藝的不斷發展，晶圓檢測技術也在不斷更新和迭代，不斷提高其精度、穩定性和自動化程度。
演講主題：《光子技術在泛半導體領域的應用》
演講嘉賓：炬光科技泛半導體制程事業部總經理 戴曄
戴曄分享了光子技術在泛半導體領域的相關應用情況，他表示隨著半導體工藝的不斷提升和制造精度的加強，激光技術在泛半導體制程領域的應用也日益受到關注和重視。激光技術具有高能量密度、高穩定性和高精度等特點，可用于半導體工藝的多個環節，包括光刻、清洗、退火、剝離和焊接等。特別是隨著芯片制造工藝提升，激光技術在微納米級尺度的加工和制造中更是發揮著至關重要的作用。
目前，隨著半導體產業向高端制程不斷推進，泛半導體制程應用光子技術的發展前景也更加廣闊。例如，激光退火技術可以提高集成電路晶圓的電性能和穩定性，提高芯片的品質和生產效率；激光剝離技術可以實現平板顯示屏幕的高效剝離和復合，從而提高屏幕質量和制造效率；激光檢測技術可以對太陽能電池的質量進行高精度檢測和評估，提高太陽能電池的能量轉換效率。光子技術在泛半導體制程領域的應用潛力巨大，將為半導體制造業的發展帶來更多機遇和挑戰。
演講主題：《新能源汽車領域激光應用介紹》
演講嘉賓：CleanLaser(德國)常務董事/首席運營官 Mario Goehre
激光技術在汽車制造領域的應用除了激光清洗外，還有激光焊接、激光切割、激光打標等。其中，激光焊接是一種利用激光束直接將材料加熱至熔融狀態并進行焊接的技術。此外，激光切割技術也在汽車制造業中得到廣泛應用，特別是在汽車車身板件切割、鋁合金零部件加工等方面。
在鋰電池制造領域，激光技術也被廣泛應用于電池片切割、電極打孔、電極剝離等工藝中。
展開 云大&昆工《ACS AMI》：厘米級！少層PdS2的制備與物理特性
盡管困難重重，在2004年通過機械剝離技術制成了石墨烯為代表的二維材料。從那時起，二維材料的研究引起了納米技術、化學、材料科學和凝聚態物理等領域的廣泛關注。但由于石墨烯缺乏固有的電子帶隙(零帶隙)，限制了數字電子在半導體領域的應用，促使了后石墨烯二維材料族的研究。其中TMDs最有希望成為應用于新興的電子應用新一代的半導體材料。新興的二維TMDs半導體材料由于其獨特的性能，在光電子領域得到了廣泛的研究。尤其是為制造新一代集成電路、超微光電子器件和薄膜晶體管提供了可能性。
近日，云南大學材料與能源學院、云南省微納材料與技術重點實驗室張旭東（第一作者），楊鵬、萬艷芬（通訊作者）團隊通過PVD和CVD相結合的方式實現制備大面積(cm2)少層、均勻的PdS2材料并表征了相關物理特性，昆明理工大學材料科學與工程學院于曉華（通訊作者）團隊提供理論計算支持。
相關論文以題為
“Centimeter-Scale Few-Layer PdS2: Fabrication and Physical Properties”
發表在期刊
ACS Applied Materials & Interfaces。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c11824
作為第10組TMDs的一員，PdS2具有明顯的層數依賴性帶狀結構，在室溫下具有極高的載流子遷移率。并且首次利用角分辨偏振拉曼光譜研究了PdS2的光學各向異性。在12K ~ 300 K的溫度范圍內，研究了拉曼光譜的演變。為了進一步了解少層PdS2的電子特性，制備并研究了場效應晶體管(FET)器件。
展開 智芯研報 | 新基建帶動下的第三代半導體產業發展機遇
GaN 極其穩定，熔點約為 1700℃，具有高電離度，很難采用熔融的結晶技術制作GaN襯底。目前主要在藍寶石襯底上生長GaN厚膜，然后通過剝離技術實現襯底和厚膜分離，將分離后的GaN厚膜做為外延用襯底，主流尺寸為2in （50mm）。由于價格昂貴 ，限制了 GaN 厚膜襯底的應用[4]。
從全球第三代半導體產業格局來看，主要包括日本、美國、歐洲、中國。其中日本技術力量雄厚，產業鏈完整，在設備和模塊開發方面處于領先地位。
美國在SiC領域占據最大市場份額，同時擁有GaN完整產業鏈。歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、設計及制造的完整產業鏈，擁有英飛凌、意法半導體等國際頂級制造商。
SiC 產業呈現美、日、韓三足鼎立局面，美國最大，前五大廠商占據90%市場份額，科銳、英飛凌、羅姆三家公司占據全球 70%～80% 的市場份額，全球 SiC 襯底幾乎由Cree一家主導，占據了全球近40%的市場份額。
商業模式方面以IDM模式為主流趨勢，強大的 IDM 能力是構建高壁壘和高毛利的關鍵，可以將各環節成本壓至最低。
中國未來將是最大的 SiC 市場，國產替代需求強烈，目前國內已有天科合達、山東天岳、中電科 55 所、世紀金光、基本半導體、泰科天潤、瀚天天成、三安光電等，國內IGBT龍頭企業和傳統功率 器 件 企 業 在 積 極 布 局 SiC產業。
GaN 產業 ，住友電工和科銳是全球GaN射頻器件領域的龍頭企業，市場占有率 均 超 過 30%，其 次 為 Qorvo 和 MA‐COM。
展開 
一文盤點當前微納加工技術
刻蝕技術（etching technique），是按照掩模圖形對襯底表面或表面覆蓋薄膜進行選擇性腐蝕或剝離的技術，可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕最普遍、也是設備成本最低的刻蝕方法。大部份的濕刻蝕液均是各向同性的，換言之，對刻蝕接觸點之任何方向腐蝕速度并無明顯差異。然而自1970年代起，報道了許多有關堿性或有機溶液腐蝕單晶硅的文章，其特點是不同的硅晶面腐蝕速率相差極大，尤其是<111>方向，足足比<100>或是<110>方向的腐蝕速率小一到兩個數量級！因此，腐蝕速率最慢的晶面，往往便是腐蝕后留下的特定面。干法刻蝕利用等離子體 (plasma) 來進行半導體薄膜材料的刻蝕加工。其中等離子體必須在真空度約10至0.001 Torr 的環境下，才有可能被激發出來；而干刻蝕采用的氣體，或轟擊質量頗巨，或化學活性極高，均能達成刻蝕的目的。其最重要的優點是能兼顧邊緣側向侵蝕現象極微與高刻蝕率兩種優點。干法刻蝕能夠滿足亞微米/納米線寬制程技術的要求，且在微納加工技術中被大量使用。
近年來，激光技術的飛速發展使的激光蝕刻技術孕育而生，類似于激光直寫技術，激光蝕刻技術通過控制聚焦的高能短波/脈沖激光束直接在基材上燒蝕材料并“雕刻”出微細結構。它不但能夠實現傳統意義的薄膜蝕刻，而且可以用來實現三維的微結構制作。飛秒高峰值功率激光于有機聚合物的介質的作用具有很多科學上很吸引人注目的特點，其中，雙光子作用下的聚合作用（two-photon polymerization, 2PP）已被成功運用于三維納米結構制作，可以制作出非常復雜、特殊的三維微細結構。
圖5. 利用2PP激光蝕刻加工的三維光子晶體
在微電子與光電子集成中，薄膜的形成方法主要有兩大類，及沉積和外延生長。沉積技術分為物理沉積、化學沉積和混合方法沉積。
展開 MIT 研究人員新發現：利用石墨烯，制備各種非硅半導體材料
而現在，MIT 的研究人員開發了一種新技術，可制備多種超薄的非硅半導體薄膜，比如砷化鎵、氮化鎵以及氟化鋰柔性薄膜。研究人員表示，利用該技術，可制備任意半導體元素組合的柔性電子器件，并且成本低。
圖︱MIT 研究人員利用二維材料，制備單晶復合半導體，并可以從柔性襯底上剝離。該技術可制備非硅半導體，成本低，為柔性電子器件以及晶片的重復利用奠定了基礎（來源：Wei Kong and Kuan Qiao）
MIT 機械工程系、材料科學與工程系的助理教授 Jeehwan Kim 表示，他們開創了一種制備柔性電子器件的新方式，可利用多種不同的非硅材料體系。他認為該方法可用于制備低成本、高性能的器件，比如柔性太陽能電池以及可穿戴式計算機和傳感器等。
10 月 8 日，該技術相關的詳細信息發表在《Nature Materials》期刊上。該項研究得到了美國國防高級研究計劃局、能源部、美國空軍實驗室、LG 電子、Amore Pacific、LAM Research 以及 ADI 公司的部分支持。
可見、又不可見的石墨烯？
2017 年，Kim 團隊發明了一種利用石墨烯（只有一個原子厚, 碳原子組成六角型呈蜂巢晶格），“復制”昂貴半導體材料的方法。
他們發現，把石墨烯堆疊在純凈且昂貴的半導體材料晶片上（比如砷化鎵），鎵、砷原子會“涌出”到石墨烯層上繼續生長。它們似乎與石墨烯層下面的原子層相互作用，就好像中間的石墨烯是隱形的、透明的。結果，石墨烯上層的這些原子就組裝成與底部半導體晶片相同單晶圖案的薄膜，形成了一個精確的“副本”，并且可以很容易地從石墨層上剝離下來。
他們把這項技術稱之為“遠程外延”（remote epitaxy），通過該技術，可利用同一個昂貴的晶片，制備出多個砷化鎵薄膜，利于降低制備成本。
展開 智芯研報 | 氧化鎵——新一代半導體材料
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中國西電大學/微系統所
據中國科學院上海微系統與信息技術研究所報道，在2019年12月，中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員歐欣課題組和西安電子科技大學郝躍課題組教授韓根全攜手，在氧化鎵功率器件領域取得了新進展。
歐欣課題組和韓根全課題組利用“萬能離子刀”智能剝離與轉移技術，首次將晶圓級β相GaO單晶薄膜（400nm）與高導熱的Si和4H-SiC襯底晶圓級集成，并制備出高性能器件。
報道指出，該工作在超寬禁帶材料與功率器件領域具有里程碑式的重要意義。首先，異質集成為GaO晶圓散熱問題提供了最優解決方案，勢必推動高性能GaO器件研究的發展；其次，該研究將為我國GaO基礎研究和工程化提供優質的高導熱襯底材料，推動GaO在高功率器件領域的規模化應用。
免責聲明：本文系網絡綜合，僅供學習交流，如果有任何異議，歡迎聯系國際第三代半導體眾聯空間。
展開 一期一會 | 什么是失效分析？
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