GaAs স্টিলথ ডাইসিংয়ের জন্য কী লেজারের পরামিতিগুলির বিশ্লেষণ

লেজারের পরামিতিগুলির তাত্ত্বিক বিশ্লেষণ প্রক্রিয়া চাহিদা প্রোগ্রাম এবং প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, উপযুক্ত লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচন করার জন্য অদৃশ্য কাটিং ওয়েফার উপাদান বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত, যাতে লেজারটি ওয়েফার পৃষ্ঠ স্তরের মাধ্যমে প্রেরণ করা যায়, একটি ফোকাল পয়েন্ট গঠন করে। ওয়েফারের ভিতরে (তথাকথিত আধা-স্বচ্ছ তরঙ্গদৈর্ঘ্য)। প্রাথমিক শর্ত হল লেজার ফোটন শক্তি GaAs উপাদানের শোষণ ব্যান্ড গ্যাপের চেয়ে কম, যা অপটিক্যালি স্বচ্ছ বৈশিষ্ট্য। শুধুমাত্র যখন ফোটনগুলি উপাদান দ্বারা শোষিত হয় না বা এর সামান্য পরিমাণ, অপটিক্স স্বচ্ছ বৈশিষ্ট্য দেখাবে। ফোটন শোষণের ফলে লাফের মধ্যে বিভিন্ন অবস্থায় ইলেকট্রন হতে পারে, যাতে নিম্ন শক্তি স্তর থেকে ইলেকট্রন উচ্চ শক্তি স্তরে লাফ দেয়। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে হালকা শক্তি শোষণের শক্তি সাধারণত শোষণ সহগ দ্বারা বর্ণিত হয়। I(x) এর হালকা তীব্রতা এবং প্রতি ইউনিট দূরত্বে (সেমি-1) শোষণ সহগ ধরে নিলে, dx-এ শোষিত শক্তি হল:
dI(x)=- -I(x)dx (1)
তারপর সেমিকন্ডাক্টরের অভ্যন্তরীণ আলোর তীব্রতা I(x) {{0}} I(0)-e - -x) (2) হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে
যেখানে শোষণ সহগ হল আলোক শক্তির একটি ফাংশন এবং আলোক শক্তির (তরঙ্গদৈর্ঘ্য, তরঙ্গ সংখ্যা বা ফ্রিকোয়েন্সি) উপর শোষণ সহগ নির্ভরতাকে শোষণ বর্ণালী বলা হয়। চিত্র 1 সাধারণ অর্ধপরিবাহী পদার্থের শোষণ বর্ণালী দেখায় (যেমন, Si, Ge, GaAs, ইত্যাদি), 0.87 μm GaAs শোষণ সহগ এর আশেপাশে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের শোষণের কারণে একটি গুরুতর পরিবর্তন হয় GaAs এর বাহক দ্বারা ফোটন শক্তি, যাতে এটি নিম্ন শক্তি স্তর থেকে উচ্চ শক্তি স্তরে লাফিয়ে উত্পন্ন হয়। এই বিষয়ে, 0.87 μm-এর চেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি লেজার রশ্মি একটি GaAs ওয়েফারের মধ্য দিয়ে যেতে পারে না, যখন 0.87 μm-এর বেশি তরঙ্গদৈর্ঘ্য GaAs এর মধ্য দিয়ে যেতে পারে। এই তরঙ্গদৈর্ঘ্য হল GaAs পদার্থের জন্য λ0 এর দীর্ঘ-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সীমা।

আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য দীর্ঘ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য সীমা λ0 ন্যূনতম ফোটন শক্তি নির্ধারণ করে যা সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে অভ্যন্তরীণ শোষণ ঘটাতে পারে এবং ফ্রিকোয়েন্সির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ একটি ফ্রিকোয়েন্সি সীমা v 0 বিদ্যমান। যখন ফ্রিকোয়েন্সি v 0 এর চেয়ে কম হয় (অথবা তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ0 এর চেয়ে দীর্ঘ হয়), তখন অন্তর্নিহিত শোষণ তৈরি করা অসম্ভব, এবং শোষণ সহগ দ্রুত হ্রাস পায় এবং এই তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ{{5} } (বা ফ্রিকোয়েন্সি সীমা v 0) বলা হয় অর্ধপরিবাহীর অন্তর্নিহিত শোষণ সীমা।
আলোক তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য যেখানে অন্তর্নিহিত শোষণ ঘটতে পারে তা নিষিদ্ধ ব্যান্ডউইথের চেয়ে কম বা সমান, অর্থাৎ:
hν{{0}যেমন=hc/λ0 (3)
যেখানে: যেমন সেমিকন্ডাক্টর উপকরণের নিষিদ্ধ ব্যান্ডউইথ; h হল প্লাঙ্কের ধ্রুবক; c হল আলোর গতি। প্রতিস্থাপন প্রাপ্ত করা যেতে পারে:
λ0=1.24/যেমন (4)
চিপ ত্রিমাত্রিক একীকরণের জন্য সি লং-ওয়েভ লিমিট λ0 ≈ 1.1 μm, GaAs লং-ওয়েভ লিমিট λ0 ≈ 0৷{7}} μm প্রাপ্ত করা যেতে পারে GaAs ওয়েফারের, যদিও ওয়েফারের পুরুত্ব, অপবিত্রতা এবং এর উপাদানগুলির বিষয়বস্তু যেমন বর্ণালী শোষণের উপর প্রভাব ফেলে GaAs উপাদান প্রধানত 0.87 μm বা তার কম তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে, কাছাকাছি অতিবেগুনী তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ আলোর, এবং দীর্ঘ আলোর কাছাকাছি-ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্য কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলোর দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য পাসের হার ভাল। অতএব, স্টিলথ কাটিং GaAs উপাদান ওয়েফার, সাধারণত 1064 এনএম ইনফ্রারেড লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য চয়ন করুন (লেজারের সম্পূর্ণ কাট সাধারণত অতিবেগুনী লেজার বেছে নেয়); স্টিলথ কাটিং Si উপাদান ওয়েফার, সাধারণত 1342 এনএম ইনফ্রারেড লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য চয়ন করুন, যাতে লেজারের আলো ওয়েফারের পৃষ্ঠের মাধ্যমে, ফোকাসিং লেন্সে, যেমন অপটিক্যাল প্রতিষ্ঠানগুলির ভূমিকা, উপরের মাঝখানে ওয়েফার এবং নির্বাচনযোগ্য ফোকাসিং পৃষ্ঠের মধ্যে ওয়েফারের নীচের পৃষ্ঠগুলি। একই সময়ে, যতদূর সম্ভব ঘটনা পৃষ্ঠ এবং লেজারের শোষণ প্রভাব উপাদান স্তর মধ্যে লেজার ফোকাস কমাতে.
GaAs স্টিলথ ডাইসিং উচ্চ পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি আল্ট্রাশর্ট স্পন্দিত ইনফ্রারেড লেজার রশ্মি নির্বাচন করে, লেজারের শক্তি 5 ওয়াটের বেশি এবং পালস প্রস্থের সময় 100 এনএস-এর কম, লেজার শোষণ শক্তিকে থ্রেশহোল্ড স্তরে সংকুচিত করতে যাতে আরও পছন্দসই প্রভাব পাওয়া যায়। পরিবর্তন স্তর এবং তাপ প্রভাবিত অঞ্চল নিয়ন্ত্রণ. শোষণ সহগ আসলে ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায়। অতএব, পালস প্রস্থের প্যারামিটারটিও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, পরিবর্তিত স্তর গঠনের জন্য ফোকাসিং অঞ্চলে পর্যাপ্ত শক্তি শোষিত হয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য খুব ছোট নয় এবং পরিবর্তিত স্তরের চারপাশের অঞ্চলের তাপমাত্রা খুব বেশি হওয়ার অনুমতি দেওয়ার জন্য খুব বড় নয়। . চিত্র 2(a) অদৃশ্য কাটার পরে GaAs ওয়েফার নমুনা দেখায়, এবং চিত্র 2(b) অণুবীক্ষণ যন্ত্র দ্বারা অদৃশ্য কাটার পরে GaAs ওয়েফার নমুনার কাটা অংশ দেখায়, যা দেখায় যে 100 μm পুরু নমুনার পুরুত্বের দিক বরাবর, a ওয়েফারের মাঝের স্তরে কয়েক মাইক্রোমিটার চওড়া এবং 30 μm পুরু পরিবর্তন স্তর গঠিত হয়। Fig. 16(b) থেকে, একটি উল্লম্ব ফাটল রেখা SD স্তরের উপরে এবং নীচে থেকে চিপের সামনে এবং পিছনের পৃষ্ঠ পর্যন্ত প্রসারিত লক্ষ্য করা যায়। এই উল্লম্ব ফাটল চিপের সামনে এবং পিছনের পৃষ্ঠে কতদূর প্রসারিত হয় তার উপর চিপ বিচ্ছেদ প্রভাব অনেকটাই নির্ভর করে।