Evaluating the Effects of Laser Dicing on the Residual Stress and Mechanical Properties of Silicon and Silicon Carbide Wafers

Das Laserschneiden hat sich als eine entscheidende Technik zur Vereinzelung von Halbleiterwafern etabliert, insbesondere für Materialien wie Silizium (Si) und Siliziumkarbid (SiC). Während das Laserschneiden gegenüber mechanischen Verfahren mehrere Vorteile bietet, führt es zur Bildung einer Rekristallisationsschicht – einer Region aus erneut erstarrtem Material entlang der Seitenwände der Chips –, deren Mikrostruktur und Eigenspannungen die Festigkeit und Zuverlässigkeit der Chips erheblich beeinflussen können. Diese Studie untersucht die Morphologie, die Verteilung der Eigenspannungen und die mechanische Integrität der Rekristallisationsschicht in lasergetrennten Si- und SiC-Chips.
Mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie (REM) wurden die mikrostrukturellen Unterschiede in der Rekristallisationsschicht charakterisiert. Zur Analyse der Eigenspannungsverteilung kam die cross-sectional x-ray nanodiffraction (CSnanoXRD) zum Einsatz, die hochauflösende Spannungsabbildungen der Rekristallisationsschicht mit nanometergenauer Präzision liefert. Darüber hinaus wurde die laboratory x-ray diffraction (XRD) als alternative Methode zur Eigenspannungsanalyse untersucht. Die Ergebnisse von CSnanoXRD und der laborbasierten XRD wurden verglichen, um die Anwendbarkeit zugänglicher Messmethoden zur Eigenspannungsanalyse zu bewerten.