[实用新型]一种用于探针台的半导体激光器有效

专利信息
申请号: 201220129077.5 申请日: 2012-03-31
公开(公告)号: CN202616597U 公开(公告)日: 2012-12-19
发明(设计)人: 刘世文 申请(专利权)人: 刘世文
主分类号: H01S3/0941 分类号: H01S3/0941;H01S3/09
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地址: 518000 广东省深圳*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 探针 半导体激光器
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种用于探针台的半导体激光器,可以配合探针台系统使用,用于材料微细加工。 

背景技术

探针台是半导体器件测试中使用非常普遍的设备。当芯片设计工程师或者失效分析工程师调试电路时,通常都会用到分析探针台。探针台通常包括一个基台,基台上有探针座平台,平台上放置可三维调节的探针座,一个载物台,载物台可以放置被测芯片,一个显微镜支架,一个显微镜。探针座可以调节探针座接触芯片的电极,进行芯片信号的测试。 

探针台通常用于芯片或者LCD液晶屏分析。该类器件通常是具有多层材料的结构。比如,集成电路通常是制造在半导体硅片上,由一层或多层多晶硅和一层或者多层钝化层以及一层或者多层金属构成。 

当用探针点测芯片金属电极时,需要先把最上层的保护钝化层去掉露出金属层。去掉钝化层可以用超声波,探针刮,等离子或者化学刻蚀,FIB聚焦离子束,或者激光方法实现。激光方法是通过显微镜聚焦脉冲激光实现钝化层的去除。激光也可以用于切断金属线来修改芯片内部线路。 

类似的,在大尺寸LCD液晶屏制造过程中,线路短路是制造过程中可能出现的现象。而大尺寸LCD价格昂贵,较经济的方法是对这些短路位置进行切断修复。激光可以通过聚焦后以高能量气化短路位置材质。LCD液晶屏上的线路材质通常是ITO(一种透明的导电薄膜),电极通常是Cr(铬)。液晶屏的CF滤光片在制造过程中也通常有瑕疵。因此,ITO、Cr电极和CF滤光片的缺陷也是需要激光来修复的。 

以前的一些探针台包含的激光器比较典型的是Xenon氙激光器,例如:型号SUSS XLC的激光器。该系统采用脉冲xenon氙激光源,通过显微镜后直接作用于器件。该激光器输出532可见光波段激光,所以可以穿过一般的显微镜的光学镜组。该单波段激光器非常复杂,而xenon氙激光器必须同显微镜一起安装。这将使本来庞大的探针台系统更加复杂,并且非常昂贵。 

并且,该激光只有绿光单波段输出,只能切除部分材质,限制了其应用范围。半导体通常材质有几层金属层,金属层之间是绝缘层,制造完毕后再长一层钝化层保护。钝化层通常是氧化硅、氮化硅和多晶硅。大部分的钝化层对于绿光是穿透的。因此绿光激光去钝化层 只能是加热钝化层下面的金属层使上层的钝化层受热气化。但这种方式只有在下面的金属层足够多,不至于金属层本身被气化时才可行。对于下层为微细的金属线路此法则不可行。另外,在对半导体进行分析时,硅会吸收绿光使得硅发热,从而可能导致硅损伤。 

还有一种可以提供多波段激光输出的激光器,例如:型号New wave ezlaze3激光器。其激光器为被动气冷、可调Q的灯泵浦Nd:YAG激光器,可输出1064、532、355和266nm波段激光。另外,在倍频后的光路上设置光学衰减器,用于对所有输出波段激光的能量进行调节。如图1所示,光学衰减器1由一个位于光路的偏光片2和多波长半玻片3组成。半波片3与多波段的激光发生调谐,偏光片2位于可以旋转的机构4来调节输出能量。 

但是,激光器采用灯泵浦Nd:YAG激光器,会产生以下问题:灯泵浦是利用氪灯或者氙灯发出的光来泵浦,氪灯发出的光的光谱较广,只是在808nm处有一个稍大的峰值,其它波长的光最后都变成无用的热量散发掉了,因此其灯泵浦激光器的转换效率相对于半导体泵浦要低得多,大约只有3%左右,泵浦灯的发出的能量大部分转换成了热能,造成了极大的能源浪费。氙灯作为泵浦源有同样的低效问题。 

另外,采用光学衰减器来调节激光器输出的能量,会产生以下问题:研究表明,当多波长半玻片光学厚度为接近基波、二倍频、三倍频、四倍频激光这四个激光半波长的奇数倍时,该多波长半玻片能够调节所有这四个激光。但是,光学衰减器不能够对基波、二倍频、三倍频和四倍频激光均保证高的透过率,对于某些波长的激光,其衰减作用太大,会造成很大的能量损失。例如,当衰减器导通时,0.77901mm厚度的光学级别透明石英镜片能通过100%四倍频,99.4%三倍频,98.6%二倍频,89.3%基频;0.0865mm,100%四倍频,89%三倍频,100%二倍频,62%基频;0.3091mm,100%四倍频,98%三倍频,77%二倍频,99%基频;0.5564mm,100%四倍频,85%三倍频,87%二倍频,96%基频;0.9274mm,100%四倍频,85%三倍频,100%二倍频,88%基频。 

因此,需要一种更加经济、使用方便、高效、节能的激光器。 

发明内容

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