SiC單晶片的激光標識技術研究

王添依，馮 玢

(中國電子科技集團公司第四十六研究所，天津 300220)

激光打標[1]是在激光焊接、激光熱處理、激光切割、激光打孔等應用技術之后發展起來的一門新型加工技術，是一種非接觸、無污染、無磨損的新標記工藝。工件不會變形和產生內應力，適于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的標記。它是一種具有亮度高、方向性好、單色性好的相干光，因此在理論上經聚焦后能形成直徑為亞微米級的光點，焦點處的功率密度可達到1×102～1×103W/cm3，溫度高達10 000℃以上，可在千分之幾秒內急劇熔化和汽化各種材料[2]。

單晶碳化硅（SiC）作為第三代寬禁帶半導體材料，具有一些優越的性能，如高電子飽和遷移率和優良的熱學特性，在制造耐高溫、抗輻射的高頻大功率器件方面具有廣闊的應用前景。采用激光加工技術在碳化硅材料上制作標識碼，對追溯產品去向有重要意義。

1 激光打標原理及結構

目前，國內的激光打標按其工作方式可分為掩模式打標、陣列式打標和掃描式打標。本次實驗采用掃描式激光打標系統，如圖1所示。它主要由激光器、xy偏轉鏡、聚焦透鏡、計算機等構成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡(振鏡)上，用計算機控制反射鏡的反射角度，兩個反射鏡可分別沿x、y軸掃描，從而達到激光束的偏轉，使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上按所需的要求運動，從而在材料表面上留下永久的標記，聚焦的光斑可以是圓形或矩形。在振鏡打標系統中，可以采用矢量圖形及文字，這種方法采用了計算機中圖形軟件對圖形的處理方式，具有作圖效率高，圖形精度好，無失真等特點，極大地提高了激光打標的質量和速度。……