За производњу-ласера који емитује ивице (ЕЕЛ), нанометри су важни-као и минути. Неколико корака је толико временски-критично као интервал између цепања ласерске шипке и наношења превлаке диелектричног огледала. Свеже фасете оксидирају и акумулирају дефекте који могу угрозити квалитет премаза и поузданост уређаја.
Да би њиме управљали, произвођачи се ослањају на скупе кластер алате, инертно руковање и чврсто повезане секвенце процеса. Епитаксијални раст цинк селенида (ЗнСе) нуди дужу стабилност, али захтева комплексна окружења епитаксије молекуларним снопом (МБЕ), која ограничавају проток и повећавају капиталне трошкове.
Шта ако би стабилност аспекта могла да се продужи не само на неколико минута, већ на недеље или месеце-без МБЕ илиин ситупремази?
Недавна достигнућа у пасивизацији кристалних{0}}оксидних фасета решавају ово. Метода реконструише фасету у ултратанак, термодинамички стабилан кристални оксид који се одупире даљој оксидацији. Резултат је истинско раздвајање процеса, флексибилност ланца снабдевања, смањени капитални трошкови (цапек) и поуздан рад велике снаге.
Физика нестабилности фасета
Свеже исцепане фасете.Новоисцепљена фасета је хемијски и електронски активна-висеће везе уводе средња-стања која промовишу нерадијативну рекомбинацију, локализовано загревање и повећавају подложност катастрофалном оштећењу оптичког огледала (ЦОМД).
Оксидација и контаминација.У року од неколико секунди у амбијенталном ваздуху, фасете на бази галијум арсенида (ГаАс)- формирају аморфне оксиде галијума и арсена богате дефектним стањима. Водена пара и угљоводоници додатно погоршавају квалитет површине, стварајући додатне хемијске нехомогености и смањујући адхезију премаза.
Конвенционални приступи су корисни, али краткотрајни-тако да се произвођачи ослањају на две главне стратегије да би одложили деградацију фасета: Ограничавање формирања оксида путем цепања у ултрависоком вакууму (УХВ) или инертног руковања, или уклањање природног оксида пре примене привремених површинских третмана као што је аморфни{Х1}Хидрогенизовани ниСи (Си)x) или силицијум диоксид (СиО2).
Ове мере само накратко одлажу реоксидацију, што захтева брз прелазак на премаз. Прекомерни раст ЗнСе нуди дужу стабилност, али по цену спорог протока, сложености и великих капиталних инвестиција.
Ограничења у производњи настала услед нестабилности
Тесни временски оквири.Интервал између пасивирања и наношења премаза се третира као трка против оксидације: минути су идеални и многе фабрике имају за циљ директан пренос од цепања до премаза;<1 hour is manageable with inert-gas handling and minimized exposure; and after >1 сат, раст оксида убрзава и угрожава униформност, адхезију и укупан принос.
ЗнСе проширује стабилност фасета само унутар МБЕ кластера; када се једном изложи ваздуху, деградација се наставља и елиминише добитке стабилности изван епитаксијалне средине.
Капитална и оперативна оптерећења.Да би остали унутар уског временског оквира, фабрике инвестирају у вакуум{0}}интегрисане кластере, како би се минимизирало излагање ваздуху и чврсто упарили кораке цепања, пасивизације и облагања; МБЕ реактори, који додају значајне капиталне трошкове и ограничавају проток због спорих епитаксијалних процеса; и "претинци за рукавице" или тунели за пренос азота за одржавање инертног окружења током руковања и складиштења.
Свако решење додаје ограничења трошкова, сложености или пропусности-често сва три-и дугорочно оптерећује скалабилност производње.
Ограничења протока.Пасивација траје неколико минута, али циклуси диелектричне превлаке се приближавају сату, што ствара природна уска грла када је потражња велика. Прекомерни раст ЗнСе преко МБЕ је чак и спорији-производи за раст обично захтевају неколико сати по серији, што чини приступ изазовним са производњом великог обима. Када је реактор за облагање или МБЕ реактор заузет, партије морају да стоје у реду и време мировања расте.
Трошкови приноса и поузданости.Временски проклизавања стварају неконтролисане оксиде, што доводи до вишеструких путева квара: Лоша адхезија премаза јер аморфни природни оксиди и загађивачи ометају нуклеацију и смањују чврстоћу интерфејса; неуједначена рефлексивност, вођена просторним варијацијама у дебљини оксида и хемији површине; и повећан ризик од ЦОМД-а јер дефектни или делимично апсорбовани премази повећавају локализовано загревање и апсорпцију на фасети.
Чак и ЗнСе може додати термичку неусклађеност и интерфејсе напрезања ако процес није добро оптимизован.
Скривени трошкови нестабилности
Нестабилност аспекта или скупе мере потребне за њено контролисање покрећу високе капиталне трошкове (кластери, МБЕ); ниска пропусност (неусклађеност времена циклуса, уска грла); губици приноса (оксидоване или дефектне фасете); и оперативни трошкови (инертно руковање, редундантност).
Деценијама се индустрија суочава са компромисом између брзине и стабилности: кораци за уклањање и кондиционирање краткотрајног оксида- су брзи, али кратки, док је прекомерни раст ЗнСе стабилан, али спор и скуп. Оно што је потребно је скалабилан метод који доноси предности оба приступа-и превазилази их.
Пасивација кристалног оксида
Суштински другачији приступ.Пасивација кристалног оксида реконструише фасету у решеткасти-кохерентни оксид коришћењем компактне УХВ обраде. Добијени слој је термодинамички стабилан и избегава метастабилна стања богата дефектима карактеристична за природне аморфне оксиде; само-ограничавање дебљине, што обезбеђује униформност и спречава неконтролисани раст; отпоран на оксидацију, који одржава електронску и хемијску стабилност чак и након дужег излагања ваздуху; и компатибилан је са-уХВ алатима велике пропусности, што омогућава интеграцију у брзе, модуларне линије за обраду ласерских шипки.
Ово елиминише капитални интензитет и оптерећење током циклуса МБЕ, истовремено пружајући дугорочну стабилност фасета изван конвенционалних површинских третмана.
Стабилност недељама до месецима.Нетретиране фасете се разграђују за неколико минута и привремено кондиционирање траје сатима, али кристални оксид остаје стабилан недељама до месецима. Нуди стабилност на нивоу ЗнСе-без епитаксије како би омогућио истинско раздвајање процеса кроз цепање, пасивизацију, складиштење и облагање (погледајте Слику. 1).
Побољшана адхезија премаза и ЦОМД перформансе.Површина кристалног оксида је атомски глатка и хемијски уједначена, што пружа супериорну основу за оптичке премазе у наставку. Ово резултира побољшаном адхезијом диелектричног премаза, омогућеном чистим, стабилним и добро уређеним интерфејсом; мања густина дефеката, захваљујући одсуству аморфних природних оксида и контаминације; и ЦОМД прагови упоредиви са ЗнСе, али постигнути једноставнијом, скалабилном обрадом.
Оперативна флексибилност.Дугорочна{0}}стабилност преобликује радни ток производње и елиминише традиционално спајање између корака процеса како би се омогућиле нове оперативне слободе као што је раздвајање процеса (пасивација и премазивање могу да раде по потпуно независним такт/циклусним распоредима, уместо да буду ограничени хитношћу изазваном оксидацијом{1}}); баферовање инвентара (пасивиране траке се могу ускладиштити, ставити у ред чекања или групно-оптимизирати без деградације); глобална логистика (цепање и пасивизација се могу десити у једном објекту, док се премазивање и тестирање обављају у другом да би се омогућила специјализација на више локација и оптимизација ланца снабдевања); и оптимизовано димензионисање серије (премази организовани за ефикасност алата, а не за хитност).
Платформе као што је Цомптеков систем Контрок ЛАСЕ 16 (погледајте Слику. 2) индустријализирају овај ток посла обезбеђујући контролисане УХВ услове пројектоване за ласерске аспекте{2}}емитовања ивица. Његово стабилно окружење за обраду и строго вођени рецепти омогућавају доследну реконструкцију кристалног-оксида у производном обиму.
Импликације за{0}}производњу великих количина
Нижи капитални захтеви.Опуштени временски прозори омогућавају дискретне, модуларне алате уместо кластер система или МБЕ реактора, што смањује капиталне трошкове и поједностављује дизајн линије како би се омогућио флексибилнији фабрички распоред, лакше скалирање капацитета и смањени трошкови одржавања.
Већа пропусност.Пасивација више не зависи од брзог преношења на премаз. Уска грла се смањују и укупна ефикасност опреме се побољшава.
Добитак приноса и поузданости.Стабилне, пасивизиране фасете смањују варијабилност и јачају поузданост премаза и перформансе ЦОМД-а, што директно доводи до побољшаног приноса у производњи великог обима.
Дистрибуирани ланци снабдевања.За разлику од прекомерног раста ЗнСе, који ефикасно закључава ласерске шипке за једну производну линију засновану на МБЕ, дугорочна стабилност фасета омогућава истинско географско раздвајање. Цепање и пасивизација се обављају на једном месту, док се премазивање и паковање обављају на другом-без ризика од деградације током складиштења или транспорта. Ово откључава дистрибуиране, отпорне моделе ланца снабдевања и већу оперативну агилност.
Будућност стабилности фасета
Дугогодишњи-компромис у индустрији брзог-али-краткотрајног кондиционирања површине у односу на спору-али-стабилну епитаксију ЗнСе више није потребан. Пасивација кристалног оксида обезбеђује трећи пут: стабилност нивоа ЗнСе- уз једноставност процеса.
Очување интегритета фасета месецима омогућава флексибилну, обимну и економичну производњу ласера, тако да перформансе класе МБЕ{0}} постају достижне на нивоу производње.
Стабилност аспекта више није одбројавање, већ способност која произвођачима даје највреднији производ у производњи ласера: време.
