Anailís ar Phríomhpharaiméadair Léasair le haghaidh Dísleadh Stealth GaAs

Tá anailís theoiriciúil ar pharaiméadair léasair ríthábhachtach do chlár éileamh an phróisis agus do riachtanais theicniúla, ba cheart go mbeadh gearradh dofheicthe bunaithe ar airíonna ábhar wafer chun an tonnfhad léasair cuí a roghnú, ionas gur féidir an léasair a tharchur tríd an gciseal dromchla wafer, ag cruthú pointe fócasach. taobh istigh den wafer (an tonnfhad leath-trédhearcach mar a thugtar air). Is é an príomhchoinníoll ná go bhfuil an fuinneamh fótóin léasair níos lú ná an bhearna banna ionsú d'ábhar GaAs, a bhfuil tréithe optúla trédhearcach. Ach amháin nuair nach bhfuil na fótóin absorbtha ag an ábhar nó méid beag de, beidh an optaic thaispeáint saintréithe trédhearcach. Is féidir le hionsú fótóin a bheith ina chúis le leictreoin i stáit éagsúla idir an léim, ionas go léim na leictreoin ón leibhéal íseal fuinnimh go dtí an leibhéal ard fuinnimh. De ghnáth déantar cur síos ar neart ionsú fuinnimh solais i leathsheoltóirí ag an gcomhéifeacht ionsú. Ag glacadh le déine solais I(x) agus comhéifeacht ionsúcháin (i cm-1) in aghaidh an aonaid achair, is é an fuinneamh ionsúite in dx:
di(x)=- -I(x)dx (1)
Ansin is féidir déine solais inmheánach an leathsheoltóra a chur in iúl mar I(x) {{0}} I(0)-e - -x) (2)
nuair is feidhm den fhuinneamh solais é an comhéifeacht ionsúcháin, agus is é an speictream ionsúcháin a thugtar ar spleáchas an chomhéifeacht ionsúcháin ar an bhfuinneamh solais (tonnfhad, tonnfhad nó minicíocht). Taispeánann Figiúr 1 speictrim ionsú na n-ábhar leathsheoltóra coitianta (m.sh., Si, Ge, GaAs, etc.), an tonnfhad i gcomharsanacht 0.87 μm GaAs comhéifeacht ionsú trí athrú suntasach mar gheall ar ionsú fuinneamh fótóin ag iompróirí GaAs, ionas go ndéantar é a ghiniúint trí léim ón leibhéal íseal fuinnimh go dtí an leibhéal ardfhuinnimh. Maidir leis seo, ní féidir le léas léasair a bhfuil tonnfhad níos giorra ná 0.87 μm dul trí wafer GaAs, agus is féidir le tonnfhad níos mó ná 0.87 μm dul trí GaAs. is é an tonnfhad seo an teorainn fadthonnta de λ0 d’ábhair GaAs.

Cinneann an tonnfhad solais a fhreagraíonn don teorainn fad-tonnfhad λ0 an fuinneamh fótóin íosta is féidir a bheith ina chúis le hionsú intreach i leathsheoltóirí, agus tá teorainn minicíochta v 0 ann a fhreagraíonn don mhinicíocht. Nuair a bhíonn an minicíocht níos ísle ná v 0 (nó go bhfuil an tonnfhad níos faide ná λ0), tá sé dodhéanta ionsú intreach a tháirgeadh, agus laghdaítear an comhéifeacht ionsú go tapa, agus tá an tonnfhad seo λ{{5} } (nó an teorainn minicíochta v 0) a thugtar ar an teorainn intreach ionsúcháin leathsheoltóirí.
Tá tonnfhad na toinne solais ag ar féidir le hionsú intreach tarlú níos lú ná nó cothrom leis an bandaleithead toirmiscthe, is é sin:
hν{{0}}M.sh.=hc/λ0 (3)
Áit: E.g. an bhfuil bandaleithead toirmiscthe na n-ábhar leathsheoltóra; h is tairiseach Planck é; Is é c luas an tsolais. Is féidir ionadú a fháil:
λ0=1.24/Eg (4)
Is féidir ríomh a fháil Si teorainn fadtonn λ0 ≈ 1.1 μm, teorainn fadtonn GaAs λ0 ≈ 0.867 μm don sliseanna comhtháthú tríthoiseach de wafers GaAs, cé go bhfuil an tiús an wafer, comhdhéanamh eisíontas agus a ábhar fachtóirí ar nós an ionsúiteacht speictreach tionchar ar an ábhar GaAs ionsú go príomha tonnfhaid de 0.87 μm nó níos lú, lena n-áirítear tonnfhaid in aice-ultraivialait an tsolais, agus tonnfhaid gar-infridhearg an tsolais níos faide Is fearr an ráta pas do na tonnfhaid níos faide de solas gar-infridhearg. Dá bhrí sin, stealth gearrtha GaAs sliseog ábhar, de ghnáth a roghnú an tonnfhad de 1064 nm léasair infridhearg (gearradh iomlán léasair a roghnú go ginearálta léasair ultraivialait); gearrtha stealth sliseog ábhar Si, de ghnáth roghnaigh an tonnfhad de 1342 nm léasair infridhearg, ionas go mbeidh an solas léasair tríd an dromchla an wafer, sa lionsa ag díriú, mar shampla ról na n-institiúidí optúla, an wafer i lár an uachtair. agus dromchlaí ísle an wafer idir an dromchla fócas an selectable. Ag an am céanna, chomh fada agus is féidir chun an dromchla teagmhais agus an fócas léasair a laghdú idir ciseal ábhartha an éifeacht ionsú léasair.
Roghnaíonn GaAs dicing stealth beam léasair infridhearg ultrashort bíogach le minicíocht athrá ard, cumhacht léasair níos mó ná 5 W, agus am leithead bíge níos lú ná 100 ns, chun an fuinneamh ionsú léasair a chomhbhrú go dtí an leibhéal tairsí chun éifeacht níos inmhianaithe a bhaint amach. an ciseal modhnú agus chun an réigiún a bhfuil tionchar teasa aige a rialú. Méadaíonn an chomhéifeacht ionsúcháin go heaspónantúil de réir mar a mhéadaíonn an teocht. Dá bhrí sin, tá an paraiméadar leithead cuisle an-chriticiúil freisin, ní ró-bheag chun a chinntiú go n-ionsúitear go leor fuinnimh sa réigiún fócasaithe chun an ciseal modhnaithe a fhoirmiú, agus nach bhfuil ró-mhór chun go bhféadfaidh teocht an réigiúin timpeall an chiseal modhnaithe a bheith ró-ard. . Taispeánann Fíor 2(a) an sampla wafer GaAs tar éis gearradh dofheicthe, agus taispeánann Fíor 2(b) an chuid gearrtha den sampla wafer GaAs tar éis gearradh dofheicthe trí mhicreascóp, a thaispeánann go feadh treo tiús an tsampla 100 μm tiubh, a cúpla micriméadair ar leithead agus tá ciseal modhnú 30 μm tiubh déanta i lárchiseal an wafer. Ó Fíor 16(b), is féidir scoiltlíne ingearach a fheiceáil ag síneadh ó bharr agus ó bhun na sraithe SD go dtí dromchlaí tosaigh agus cúil na sliseanna. Braitheann an éifeacht scaradh sliseanna go mór ar cé chomh fada agus a leathnaíonn an crack ingearach seo go dtí dromchlaí tosaigh agus chúl an sliseanna.