本技術(shù)涉及氧化鎵加工，尤其涉及一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置。

背景技術(shù)：

1、氧化鎵(β-ga2o3)作為新一代半導(dǎo)體材料，具有超寬禁帶、高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、高紫外透過率、物化性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于微電子學(xué)、光電學(xué)、功率器件等領(lǐng)域。在微電子學(xué)領(lǐng)域，氧化鎵因能快速響應(yīng)高頻電場(chǎng)，被用于高頻場(chǎng)效應(yīng)晶體管、表面聲波濾波器和微波開關(guān)等器件的制造。在光電學(xué)領(lǐng)域，其帶隙與可見光相匹配，適用于led燈、薄膜太陽能電池板和新型光電傳感器等器件。在功率器件領(lǐng)域，氧化鎵具有寬帶隙特性(～4.8ev)，能夠在更高的電壓和功率密度下工作，相比碳化硅具有更高的性能潛力。由于氧化鎵具有易解理、高脆性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)機(jī)械加工方式極易產(chǎn)生明顯的裂紋。通過采用激光加工這一非接觸式的加工方式，能夠減少材料裂紋。但是在激光加工過程中，往往存在大面積熱影響區(qū)，而β-ga2o3熱導(dǎo)率較低，容易出現(xiàn)應(yīng)力不均而開裂的現(xiàn)象。此外，激光加工產(chǎn)生的熔化材料若不及時(shí)去除，將會(huì)重新凝固，形成難以去除的重鑄層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。

2、本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的采用如下技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型提供了一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，包括控制單元、激光加工單元、液體處理單元和樣品固定裝置；

4、所述激光加工單元用于對(duì)氧化鎵晶片進(jìn)行激光切割；

5、所述樣品固定裝置位于所述液體處理單元中；

6、所述液體處理單元用于在激光加工進(jìn)行過程中對(duì)氧化鎵晶片進(jìn)行水流沖刷；

7、所述激光加工單元、液體處理單元分別與所述控制單元相連，所述控制單元用于設(shè)定所述激光加工單元的參數(shù)，同時(shí)還用于控制所述液體處理單元的流速。

8、進(jìn)一步地，所述液體處理單元包括通過管路依次相連的兩個(gè)儲(chǔ)液箱、泵機(jī)、透光液箱和濾除裝置；

9、所述樣品固定裝置位于所述透光液箱中；

10、所述泵機(jī)、透光液箱和濾除裝置位于兩個(gè)儲(chǔ)液箱之間；

11、所述濾除裝置用于濾除固體懸浮物質(zhì)；

12、兩個(gè)儲(chǔ)液箱之間通過管路連通。

13、進(jìn)一步地，所述液體處理單元中所使用的液體為純水或者弱酸性水溶液。

14、進(jìn)一步地，所述弱酸性水溶液ph的取值范圍為3-5。

15、進(jìn)一步地，所述透光液箱采用透光玻璃制作而成。

16、進(jìn)一步地，所述濾除裝置內(nèi)置有用于濾除固體懸浮物質(zhì)的反滲透膜。

17、進(jìn)一步地，所述激光加工單元包括沿激光光路依次排列的激光器、光學(xué)掃描元件和聚焦光學(xué)元件；

18、所述激光器用于輸出激光光束，光束以射線的形式傳播并形成激光光路；

19、所述光學(xué)掃描元件用于控制光束的空間掃描位置和軌跡，以使激光光斑沿切割軌跡移動(dòng)；

20、所述聚焦光學(xué)元件用于對(duì)光束進(jìn)行聚焦形成一個(gè)激光光斑。

21、進(jìn)一步地，所述激光器輸出的激光束的波長(zhǎng)為310nm-380nm，脈沖寬度小于50ps，脈沖的峰值功率大于200kw，重復(fù)頻率大于100khz。

22、本實(shí)用新型的有益效果如下：

23、本實(shí)用新型在常規(guī)水下激光加工手段的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種針對(duì)氧化鎵的激光水下切割裝置，實(shí)現(xiàn)了更加優(yōu)異的加工質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，其特征在于，包括控制單元、激光加工單元、液體處理單元和樣品固定裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，其特征在于，所述液體處理單元中所使用的液體為純水或者弱酸性水溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，其特征在于，所述弱酸性水溶液ph的取值范圍為3-5。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，其特征在于，所述透光液箱采用透光玻璃制作而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，其特征在于，所述濾除裝置內(nèi)置有用于濾除固體懸浮物質(zhì)的反滲透膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，其特征在于，所述激光加工單元包括沿激光光路依次排列的激光器、光學(xué)掃描元件和聚焦光學(xué)元件；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，其特征在于，所述激光器輸出的激光束的波長(zhǎng)為310nm-380nm，脈沖寬度小于50ps，脈沖的峰值功率大于200kw，重復(fù)頻率大于100khz。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種單晶氧化鎵的激光水下激光切割裝置，包括控制單元、激光加工單元、液體處理單元和樣品固定裝置；激光加工單元用于對(duì)氧化鎵晶片進(jìn)行激光切割；樣品固定裝置位于液體處理單元中；液體處理單元用于在激光加工進(jìn)行過程中對(duì)氧化鎵晶片進(jìn)行水流沖刷；激光加工單元、液體處理單元分別與控制單元相連，控制單元用于設(shè)定激光加工單元的參數(shù)，同時(shí)還用于控制液體處理單元的流速。本技術(shù)在常規(guī)水下激光加工手段的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種針對(duì)氧化鎵的激光水下切割裝置，實(shí)現(xiàn)了更加優(yōu)異的加工質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：何青青,李夏,蔣仕彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州銀湖激光科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240726
技術(shù)公布日：2025/5/15