半导体材料在激光微加工中的几种应用

掩模光刻机属于一种掩模曝光系统，需要激光源刻蚀晶片表面的保护膜，最终形成电路实现数据存储的功能。准分子激光器广泛应用于光刻机中，可以产生深紫外激光束。主要供应商是全球领先的准分子激光供应商Cymer，该公司已被ASML收购。最新一代的光刻机是EUV光刻机，可以实现10 nm以下的工艺，目前仍被国外垄断。

可以预计，中国在各种芯片上的技术会逐渐取得突破，实现自产和量产，国产光刻机也可以期待。届时，精密激光光源的应用需求必然会增加。

半导体材料的另一大应用是光伏电池产业，这是目前全球增长最快、发展最好的清洁能源市场。太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池和III-V族化合物电池，其中硅片材料应用最为广泛。与激光相反，光伏电池是一种将光转化为电的设备，光电转换率是判断电池好坏的最重要标准，其中材料和制造工艺最为关键。

在切割硅片方面，过去使用的传统切割工具切割精度不够，效率低，会产生更多的次品。因此，精密激光制造技术早已被欧洲、韩国和美国采用。中国光伏电池产能占全球一半以上。随着国家对新能源发展的支持，近四年来光伏产业重回上升轨道，大量新技术新工艺被采用，其中激光加工是重要工艺之一。目前，激光已经在光伏电池中实现了晶圆切割、划片和烧蚀，在PERC电池中实现了激光开槽。PERC电池是一种发射极钝化、局部背接触的新型太阳能电池。其优点在于光电转换效率高达20%以上。