3W,5W,10W uv laser

Perforación con láser de microagujeros en silicio monocristalino, fosfuro de indio y antimoniuro de indio utilizando un láser de fibra de 1070 nm de onda continua (CW)

Apr 19 , 2021

Se estudió la microperforación láser de orificios "pasantes", también conocidos como orificios de paso, en obleas de semiconductores de Si, InP e InSb utilizando longitudes de pulso de milisegundos de un láser de fibra de iterbio IPG modelo YLR-2000 CW multimodo de 2 kW y un JK400 ( 400 W) láser de fibra, ambos con longitud de onda de 1070 nm. La flexibilidad de esta longitud de onda láser y el esquema de pulsación simple se demostraron para sustratos semiconductores de banda prohibida a temperatura ambiente estrecha (InSb, por ejemplo, 0,17 eV) y ancha (InP, por ejemplo, 1,35 eV), con respecto a la energía fotónica de 1,1 eV. Se utilizaron microscopía óptica y análisis de sección transversal para cuantificar las dimensiones de los orificios y la distribución del material refundido para todas las obleas y, para el silicio, cualquier microfisura para las orientaciones de oblea de Si de superficie monocristalina (100) y (111). Se encontró que la difusividad térmica no era un parámetro suficiente para predecir los tamaños relativos de los agujeros para los semiconductores monocristalinos de Si, InP e InSb estudiados. Las observaciones detalladas del Si mostraron que, entre las energías de umbral para la fusión de la superficie y la irradiancia para perforar un orificio "pasante" desde la superficie frontal hasta la superficie posterior, había un rango de irradiancias para las que se producían microfisuras cerca de la circunferencia del orificio. Se estudió la direccionalidad y longitud de estas microfisuras para las orientaciones (100) y (111) y se discutieron los posibles mecanismos de formación, incluyendo el criterio de Griffith para microfisuras y el mecanismo de falla por fatiga usualmente aplicado a la soldadura de metales. Para el Si, por encima de la irradiancia para la formación de un orificio pasante, se observaron pocas grietas. El trabajo futuro comparará observaciones y mediciones similares en otros sustratos de obleas de semiconductores de banda ancha y estrecha. Demostramos una aplicación de este proceso de microperforación láser para la microfabricación de un orificio pasante ubicado con precisión en el centro de un chip atómico basado en silicio que se había modelado utilizando técnicas litográficas de semiconductores. La aplicación del usuario final era una fuente de átomo frío atrapado magnetoópticamente (MOT).

láser ultravioleta

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