[光学原理与应用-472]:半导体芯片生产、测试的产业链中使用到哪些种类的激光器,技术原理,主要供应商。
一、生产与测试环节中使用的激光器种类
- 紫外光(UV)与深紫外光(DUV)激光器
- 应用:晶圆表面缺陷检测、膜厚测量。
- 技术原理:短波长提升分辨率,DUV激光器(波长<200nm)能量密度是UV的数倍,可识别<10nm的缺陷。
- 案例:KLA Surfscan SP7型号采用DUV光源,实现高灵敏度缺陷分类。
- 可见光激光器
- 应用:早期半导体检测(如晶圆外观检查)、辅助照明或标记。
- 局限性:波长较长,检测精度较低,逐渐被UV/DUV替代。
- 红外光激光器
- 应用:半导体材料内部结构检测、封装缺陷检测、热成像。
- 技术挑战:分辨率受波长限制,多用于辅助检测。
- 可调谐激光器
- 应用:多波长检测场景(如光谱分析、气体传感)。
- 技术原理:波长连续调谐(如Ti:Sapphire激光器700-1100nm)。
- 超快激光器
- 应用:检测半导体材料的瞬态特性(如载流子动力学)。
- 技术优势:脉冲宽度极短(飞秒/皮秒级),减少热损伤。
- 多光子激光器
- 应用:先进封装或3D集成电路的无损检测。
- 技术原理:多光子吸收效应实现深层组织检测。
- 边发射激光器(EEL)
- 应用:高功率工业切割、光纤激光器泵浦源。
- 典型波长:808nm(泵浦)、980nm(通信)。
- 垂直腔面发射激光器(VCSEL)
- 应用:3D传感(如手机人脸识别)、短距光通信。
- 技术优势:光束圆形对称,集成分布式布拉格反射镜(DBR)。
二、国内深紫外激光器主要厂商
在半导体芯片生产与测试产业链中,深紫外激光器因其短波长和高分辨率的特性,在晶圆检测、膜厚测量等环节发挥着关键作用。以下是国内深紫外激光器的主要厂商及其产品特点:
- 北京科益虹源光电技术
- 市场地位:与武汉华日精密激光、南京科耐激光技术并称国内266nm皮秒深紫外激光器三大供应商。
- 技术特点:提供高精度、短脉冲的深紫外激光解决方案,适用于半导体晶圆检测等高端制造场景。
- 武汉华日精密激光
- 产品矩阵:覆盖纳秒、皮秒、飞秒等多种脉冲宽度,以及红外、绿光、紫外、深紫外等多种波长的激光器。
- 认证与合作:产品通过欧盟CE质量安全认证,与全球高端激光设备制造商在半导体、新能源等领域开展紧密合作。
- 南京科耐激光技术
- 技术定位:作为国内266nm皮秒深紫外激光器三大供应商之一,专注于超快激光技术的研发与应用。
- 应用场景:为半导体晶圆检测、微纳加工等领域提供高精度激光解决方案。
- 英诺激光科技股份有限公司
- 技术实力:全球少数实现工业加工深紫外纳秒激光器批量供应的生产商之一,产品涵盖DPSS调Q纳秒激光器、超短脉冲(皮秒、飞秒)激光器等。
- 应用领域:广泛应用于芯片制造、生物医疗等领域,销售覆盖全球20多个国家和地区。
- 卓劼激光
- 企业背景:成立于2023年10月,专业从事紫外及深紫外固体激光器、半导体激光器、准分子激光器的研发与生产。
- 产品系列:形成准分子激光器、紫外及深紫外激光器、蓝光半导体激光器、仪器光源激光器四大产品线。
- 战略定位:面向国家重大战略需求,为新型显示、新能源等领域提供专业激光光源类产品。
- 深圳有维光电科技有限公司
- 技术突破:成功研制国内首台拥有完全自主知识产权的1瓦320纳米及261纳米全固态深紫外线激光器。
- 应用领域:脉冲激光沉积、激光剥离、晶圆检测、退火、划片、塑料与玻璃打标、生物技术、显微成像、拉曼光谱分析、微加工(如光纤布拉格光栅写入)等。
- 企业布局:在深圳设立总公司,并在山东成立子公司,形成南北协同的研发与生产体系。
- 苏州紫光伟业激光科技
- 技术背景:专注于高功率紫外固体激光器的研发与制造。
- 产品系列:涵盖高重复频率的NdYVO4激光器、低重复频率的NdYLF激光器及其紫外深紫外纳秒脉冲激光器,波长包括266nm深紫外固体激光器。
- 研发实力:拥有17项中国发明专利、1项美国专利局授权版权及6项国内实用新型专利,搭建独立研发和生产能力的激光实验室。
三、激光器的元器件主要供应商
- 国际供应商
- COHERENT高意:全球激光器龙头,提供从激光测量到精密光学的多样化产品,覆盖工业、通信、电子市场。
- LUMENTUM:美国上市公司,激光器行业先驱,主导先进二极管激光器市场。
- IPG阿帕奇:专业开发高性能光纤激光器,低/中/高功率产品业内知名。
- TRUMPF通快:德国百年品牌,全球钣金加工设备和工业激光应用龙头。
- ams OSRAM:全球领先光学解决方案供应商,专注光学、传感、光源三大板块。
- 国内供应商
- 长光华芯:国内高功率半导体激光芯片龙头,产品涵盖激光芯片、器件、光纤耦合模块等,广泛应用于工业激光器泵浦、光通信等领域。
- 炬光科技:国内高功率半导体激光器佼佼者,从事高功率元器件、原材料、激光光学元器件的研发生产。
- 源杰科技:聚焦光芯片行业,已实现25G激光器芯片大批量供货,应用于光纤接入、5G移动通信网络和数据中心。
- 仟目科技:聚焦激光器芯片国产替代,完成近亿元B轮融资,布局特殊工艺设备。
- 凯普林光电:中国最具实力的半导体激光器件提供商,产品线覆盖可见光到近红外波段。
- 新兴供应商
- 度亘核芯:以高端激光芯片设计与制造为核心,拥有全套工程技术能力和量产制造能力。
- 瑞波光电子:专业从事高端大功率半导体激光芯片研发,推出500mw 638nm红光TO金属封装等创新产品。
- 立芯光电:国内砷化镓基高功率半导体激光器芯片领域领先企业,打破国外技术壁垒。