Greining á helstu leysibreytum fyrir GaAs laumuspil

Fræðileg greining á leysibreytum skiptir sköpum fyrir vinnsluþörfunaráætlunina og tæknilegar kröfur, ósýnilegur skurður ætti að byggjast á eiginleikum oblátaefnisins til að velja viðeigandi leysibylgjulengd, þannig að hægt sé að senda leysirinn í gegnum yfirborðslagið og mynda brennipunkt. inni í oblátunni (svokölluð hálfgegnsæ bylgjulengd). Aðalskilyrðið er að ljóseindaorkan í leysinum sé minni en frásogsbandsbil GaAs efnisins, sem er optískt gagnsæ einkenni. Aðeins þegar ljóseindin frásogast ekki af efninu eða lítið magn af því mun ljósfræðin sýna gagnsæja eiginleika. Ljóseindagleypni getur valdið rafeindum í mismunandi stöðu milli stökks, þannig að rafeindirnar frá lágorkustigi hoppa yfir í háorkustigið. Styrkur frásogs ljósorku í hálfleiðurum er venjulega lýst með frásogsstuðlinum. Ef gert er ráð fyrir ljósstyrk I(x) og frásogstuðull upp á (í cm-1) á hverja fjarlægðareiningu, þá er frásogna orkan í dx:
dI(x)=- -I(x)dx (1)
Þá er hægt að tjá innri ljósstyrk hálfleiðarans sem I(x) {{0}} I(0)-e - -x) (2)
þar sem frásogsstuðullinn er fall af ljósorkunni, og háð frásogsstuðulsins af ljósorkunni (bylgjulengd, bylgjutala eða tíðni) er kallað frásogsróf. Mynd 1 sýnir frásogsróf algengra hálfleiðaraefna (td Si, Ge, GaAs o.s.frv.), bylgjulengdin í grennd við 0.87 μm GaAs frásogsstuðull breytist verulega vegna frásogs á ljóseindaorka af burðarmönnum GaAs, þannig að hún myndast með því að hoppa úr lágorkustigi yfir í háorkustig. Í þessu sambandi getur leysigeisli með bylgjulengd styttri en 0.87 μm ekki farið í gegnum GaAs skífu, en bylgjulengd stærri en 0.87 μm getur farið í gegnum GaAs. þessi bylgjulengd er langbylgjulengdarmörk λ0 fyrir GaAs efni.

Bylgjulengd ljóss sem samsvarar langbylgjulengdarmörkum λ0 ákvarðar lágmarks ljóseindorku sem getur valdið innri frásog í hálfleiðurum, og það eru til tíðnimörk v 0 sem samsvarar tíðninni. Þegar tíðnin er lægri en v 0 (eða bylgjulengdin er lengri en λ0), er ómögulegt að framleiða innra frásog, og frásogsstuðullinn minnkar hratt, og þessi bylgjulengd λ{{5} } (eða tíðnimörk v 0) eru kölluð innri frásogsmörk hálfleiðara.
Bylgjulengd ljósbylgjunnar þar sem innri frásog getur átt sér stað er minni en eða jöfn bannaðar bandbreiddinni, það er:
hν{{0}}Td=hc/λ0 (3)
Hvar: Td er bönnuð bandbreidd hálfleiðaraefna; h er fasti Plancks; c er ljóshraði. Hægt er að fá útskiptingu:
λ0=1.24/td (4)
Hægt er að fá útreikning Si langbylgjumörk λ0 ≈ 1,1 μm, GaAs langbylgjumörk λ0 ≈ 0.867 μm fyrir þrívíddar samþættingu flísarinnar af GaAs skífum, þó að þykkt skífunnar, samsetning óhreininda og innihald þátta eins og litrófsgleypni hafi áhrif á GaAs efnið gleypir aðallega bylgjulengdir sem eru 0,87 μm eða minna, þar með talið nær útfjólubláar bylgjulengdir ljóss, og nær-innrauða bylgjulengdir lengri ljóssins. Yfirferðarhraði er betri fyrir lengri bylgjulengdir nær-innrauðs ljóss. Þess vegna, laumuspil klippa GaAs efni oblátur, velja venjulega bylgjulengd 1064 nm innrauða leysir (leysir fullur skera almennt velja útfjólubláa leysir); laumuspil klippa Si efni oblátur, velja venjulega bylgjulengd 1342 nm innrauða leysir, þannig að leysir ljós í gegnum yfirborð skífunnar, í fókuslinsunni, svo sem hlutverk sjónstofnana, oblátið í miðju efri hluta og neðri yfirborð skífunnar á milli yfirborðs fókussins á valinu. Á sama tíma, eins langt og hægt er til að draga úr atvik yfirborði og leysir fókus á milli efni lags leysir frásog áhrif.
GaAs stealth dicing velur ofurstuttan púlsaðan innrauðan leysigeisla með hárri endurtekningartíðni, leysirafl sem er meira en 5 W og púlsbreiddartíma sem er minna en 100 ns, til að þjappa leysigeislunarorkunni niður í þröskuldinn til að ná æskilegri áhrifum af breytingalagið og til að stjórna hitaáhrifasvæðinu. Frásogsstuðullinn eykst í raun veldisvísis með hækkandi hitastigi. Þess vegna er púlsbreiddarbreytan líka mjög mikilvæg, ekki of lítil til að tryggja að næg orka frásogist á fókussvæðinu til að mynda breytta lagið og ekki of stórt til að hitastig svæðisins í kringum breytta lagið sé of hátt . Mynd 2(a) sýnir GaAs skífusýni eftir ósýnilegan skurð og mynd 2(b) sýnir skurðarhluta GaAs skífusýnis eftir ósýnilega skurð með smásjá, sem sýnir að meðfram þykktarstefnu 100 μm þykka sýnisins, a. fáir míkrómetrar á breidd og 30 μm þykkt breytingalag myndast í miðlagi oblátunnar. Frá mynd 16(b) má sjá lóðrétta sprungulínu sem nær frá toppi og neðri hluta SD-lagsins að fram- og bakflötum flísarinnar. Flöguaðskilnaðaráhrifin eru mjög háð því hversu langt þessi lóðrétta sprunga nær að fram- og bakflötum flísarinnar.