Анализа кључних параметара ласера ​​за ГаАс Стеалтх коцкице

Теоријска анализа ласерских параметара је кључна за програм захтева процеса и техничке захтеве, невидљиво сечење треба да се заснива на својствима материјала плочице да би се изабрала одговарајућа таласна дужина ласера, тако да се ласер може преносити кроз површински слој плочице, формирајући жаришну тачку унутар плочице (тзв. полутранспарентна таласна дужина). Примарни услов је да је енергија фотона ласера ​​мања од апсорпционог појаса ГаАс материјала, што је оптички транспарентне карактеристике. Тек када фотоне не апсорбује материјал или његова мала количина, оптика ће показати транспарентне карактеристике. Апсорпција фотона може изазвати електроне у различитим стањима између скока, тако да електрони са ниског енергетског нивоа скачу на ниво високе енергије. Јачина апсорпције светлосне енергије у полупроводницима се обично описује коефицијентом апсорпције. Под претпоставком да је интензитет светлости И(к) и коефицијент апсорпције (у цм-1) по јединици удаљености, апсорбована енергија у дк је:
дИ(к)=- -И(к)дк (1)
Тада се унутрашњи интензитет светлости полупроводника може изразити као И(к) {{0}} И(0)-е - -к) (2)
при чему је коефицијент апсорпције функција светлосне енергије, а зависност коефицијента апсорпције од светлосне енергије (таласне дужине, таласног броја или фреквенције) назива се спектар апсорпције. На слици 1 приказани су спектри апсорпције уобичајених полупроводничких материјала (нпр. Си, Ге, ГаАс, итд.), таласна дужина у близини 0.87 μм Коефицијент апсорпције ГаАс доживљава драстичну промену услед апсорпције енергије фотона од стране носилаца ГаАс, тако да се генерише скоком са ниског енергетског нивоа на високи енергетски ниво. С тим у вези, ласерски сноп са таласном дужином краћом од 0.87 μм не може проћи кроз ГаАс плочицу, док таласна дужина већа од 0.87 μм може проћи кроз ГаАс. ова таласна дужина је граница дуге таласне дужине λ0 за ГаАс материјале.

Таласна дужина светлости која одговара граници дуготаласне дужине λ0 одређује минималну енергију фотона која може да изазове интринзичну апсорпцију у полупроводницима, а постоји ограничење фреквенције в 0 које одговара фреквенцији. Када је фреквенција нижа од в 0 (или је таласна дужина дужа од λ0), немогуће је произвести унутрашњу апсорпцију, а коефицијент апсорпције се брзо смањује, а ова таласна дужина λ{{5} } (или граница фреквенције в 0) се назива унутрашња граница апсорпције полупроводника.
Таласна дужина светлосног таласа на којој може доћи до унутрашње апсорпције је мања или једнака забрањеном опсегу, односно:
хν{{0}}Нпр=хц/λ0 (3)
Где је: нпр. забрањени пропусни опсег полупроводничких материјала; х је Планкова константа; ц је брзина светлости. Замена се може добити:
λ0=1.24/Ег (4)
Прорачун се може добити Си дуготаласна граница λ0 ≈ 1,1 μм, ГаАс дуготаласна граница λ0 ≈ 0.867 μм за тродимензионалну интеграцију чипа ГаАс плочица, иако дебљина плочице, састав нечистоћа и њен садржај фактора као што је спектрална апсорпција имају утицај на то да ГаАс материјал углавном апсорбује таласне дужине од 0.87 μм или мање, укључујући таласне дужине скоро ултраљубичасте светлости и блиских инфрацрвених таласних дужина дуже светлости Брзина проласка је боља за дуже таласне дужине блиске инфрацрвене светлости. Због тога, прикривено резање ГаАс материјалних плоча, обично бирају таласну дужину инфрацрвеног ласера ​​од 1064 нм (ласерски пуни рез углавном бирају ултраљубичасти ласер); Стелт сечење Си материјалних плочица, обично бирају таласну дужину инфрацрвеног ласера ​​од 1342 нм, тако да ласерска светлост пролази кроз површину плочице, у сочиву за фокусирање, као што је улога оптичких институција, плочица у средини горњег дела и доње површине вафера између површине фокусирања селективног. Истовремено, колико год је то могуће, смањити упадну површину и ласерски фокус између слоја материјала ефекта ласерске апсорпције.
ГаАс стелт коцкање бира ултракратки импулсни инфрацрвени ласерски сноп са високом фреквенцијом понављања, снагом ласера ​​већом од 5 В и временом ширине импулса мањим од 100 нс, да компримује енергију апсорпције ласера ​​до нивоа прага како би се добио пожељнији ефекат од модификационог слоја и за контролу региона погођеног топлотом. Коефицијент апсорпције заправо расте експоненцијално са повећањем температуре. Због тога је параметар ширине импулса такође веома критичан, не премали да би се осигурало да се довољно енергије апсорбује у региону фокусирања да би се формирао модификовани слој, и није превелик да дозволи да температура региона око модификованог слоја буде превисока. . Слика 2(а) приказује узорак ГаАс плочице након невидљивог сечења, а Слика 2(б) приказује пресек узорка ГаАс плочице након невидљивог сечења микроскопом, што показује да дуж правца дебљине узорка дебљине 100 μм, а У средњем слоју плочице се формира модификациони слој ширине неколико микрометара и дебљине 30 μм. На слици 16(б), може се уочити вертикална линија пукотине која се протеже од врха и дна СД слоја до предње и задње површине чипа. Ефекат одвајања струготине у великој мери зависи од тога колико се ова вертикална пукотина протеже до предње и задње површине чипа.