Sistema integrado de corte por láser basado en LCOS-SLM para la corrección de la aberración en la fabricación de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería óptica
• Procesamiento de semiconductores

Sus antecedentes:

• El carburo de silicio (SiC) es un semiconductor crítico de banda ancha para aplicaciones exigentes.
• El corte de precisión con láser de SiC se ve obstaculizado por aberraciones que causan divergencia de energía y delaminación.
• Los métodos existentes luchan con el alargamiento focal y la inhomogeneidad energética durante el procesamiento de SiC.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema integrado de corte por láser para el procesamiento preciso de SiC.
• Para mitigar el alargamiento focal inducido por la aberración y la inhomogeneidad energética.
• Para permitir el corte láser de alta precisión y baja pérdida de carburo de silicio.

Principales métodos:

• Utilizó un cristal líquido en modulador de luz espacial de silicio (LCOS-SLM) para la modulación dinámica del frente de onda.
• Empleó un algoritmo de trazado de rayos inverso para corregir las aberraciones esféricas.
• Desarrolló un modelo de atenuación de potencia láser que incorpora la reflexión de la interfaz y la ley de Lambert-Beer.

Principales resultados:

• Profundidad focal reducida en aproximadamente dos tercios (de 45 μm a 15 μm).
• Concentración de energía significativamente mejorada, eliminando el daño de múltiples capas.
• Se ha logrado una precisión de medición de potencia crítica dentro del 8,4% de las predicciones del modelo.
• Se demostró un espesor de daño de 90 μm en un lingote de SiC de 6 pulgadas.

Conclusiones:

• El sistema integrado de corrección de aberraciones permite el corte láser de SiC de alta precisión.
• La modulación dinámica del frente de onda aborda efectivamente los problemas de desajuste del índice de refracción.
• El sistema desarrollado ofrece una solución novedosa para el procesamiento avanzado de sustratos de SiC.