JP6818755B2 - 固体状物における改質の平面生成のための装置及び方法 - Google Patents
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-
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Description
低ドーピング:7μJ−21 mOhmcm
高ドーピング:8μJ−16 mOhmcm
低ドーピング:9.5μJ−21 mOhmcm
高ドーピング:12μJ−16 mOhmcm
Eは、μJのエネルギー。
E0は、最低のドーピングにおけるオフセットエネルギー。
Kは、エネルギースケーリング係数。
Rは、ドーピングの測定度合い。
Bは、ドーピングの基本度合い(21 mOhmcm)。
E=E0+(B−R)*K
ここで、
K = 1/(21-16) μJ/ mOhmcm = 0.2μJ/ mOhmcm
E0 = 7μJ
B=21 mOhmcm。
一例:19 mOhmcmのドーピングの測定度合いは、E=7.4μJ。
Eは、μJのエネルギー。
E0は、最低のドーピングにおけるオフセットエネルギー。
Kは、エネルギースケーリング係数。
Rは、ドーピングの測定度合い。
Bは、ドーピングの基本度合い(21 mOhmcm)。
E=E0+(B−R)*K
ここで、
K = 2.5 /(21-16) μJ/ mOhmcm = 0.5μJ/ mOhmcm
E0 = 9.5 μJ
B=21 mOhmcm。
一例:19 mOhmcmのドーピングの測定度合いは、E=10.5 μJ。
2 改質
4 亀裂誘導領域
6 固体状物の部分
10 レーザビーム
12 データメモリ装置
14 制御システム
16 センサ装置
18 受理装置
20 回転軸
22 駆動装置
24 分離されるべき固体状物の部分の表面
26 受理層
30 装置
32 レーザビーム源
34 カメラ
36 光学要素
38 ビームスプリッタ
40 球面収差補償手段
42 光ビーム拡張器
44 調整装置
46 長い作動距離を持つ顕微鏡
48 流体供給源
50 屈折率判定手段
52 ユーザ
54 機能性流体の供給源
56 機能性流体
58 ラマン機器
60 レーザ
62 励起フィルタ
64 レンズ
68 分光写真機
70 CCD検出器
72 分析及び/又は処理システム又は制御システム14
74 検査
76 レーザパラメータ及び/又は機械パラメータの調整及び空間的に明確な処理命令及び/又は空間的に明確な処理マップの生成
78 レーザ処理(改質の生成)
80 特に亀裂進展及び亀裂誘導による、分離工程
82 表面処理
Claims (12)
- 固体状物(1)の中に改質を生成する方法であって、前記固体状物の一部分(6)、特に前記固体状物の一層を前記固体状物(1)から分離するための亀裂を誘導する亀裂誘導領域(4)が、前記改質(2)によって前記固体状物内に準備されるようにする方法であり、前記方法は、
レーザ処理システム(8)に対して相対的に前記固体状物(1)を動かす工程と、
前記固体状物(1)の中に少なくとも1つの改質(2)を生成するために前記レーザ処理システム(8)によって複数のレーザビーム(10)を相次いて発光する工程と、
を少なくとも含み、
前記レーザ処理システム(8)は、レーザビーム(10)の定義された焦点合わせのためにおよび/またはレーザエネルギーの調整のために、少なくとも1つのパラメータの関数として、好ましくは複数のパラメータの関数として、特に2つのパラメータの関数として、連続的に調整され、
1つのパラメータは、特に前記固体状物の内部における、特に前記固体状物の表面からある距離における、所定の位置でのまたは所定の領域における前記固体状物のドーピングの度合いであり、
前記ドーピングの度合いは、渦電流測定によって判定され、前記固体状物の材料における導電性の相違が判定される、
方法。 - 第1のパラメータは、定義された改質(2)を生成するためにレーザビーム(10)によって横切られるべき前記固体状物(1)の領域における、前記固体状物(1)の材料の平均屈折率または前記固体状物(1)の材料の屈折率であり、
第2のパラメータは、定義された改質(2)を生成するためにレーザビーム(10)によって横切られるべき前記固体状物(1)の領域における、処理の深さである、
請求項1の方法。 - 前記第1のパラメータは、屈折率判定手段、特に分光反射手段によって決定され、および/または
前記第2のパラメータは、トポグラフィ判定手段、特に共焦点クロマティック距離センサによって決定される、
請求項2の方法。 - 前記パラメータ、特に前記第1のパラメータおよび前記第2のパラメータに関するデータは、データメモリ装置(12)内に供給されていて、少なくとも前記改質(2)を生成する前に制御システム(14)に送られ、ここで、前記制御システム(14)は、生成すべき改質(2)の各位置の関数としてレーザ処理システム(8)を調整する、
請求項2または3の方法。 - 前記制御システム(14)は、また、前記レーザ処理システム(8)を調整するために、距離パラメータに関するデータを処理し、ここで、前記距離パラメータは、前記レーザ処理システム(8)に対する前記各位置の距離を表し、前記改質(2)の生成の時点で各改質(2)の生成のための前記レーザビーム(10)が前記固体状物(1)に導入され、前記距離のデータは、センサ装置(16)によって検出される、
請求項4の方法。 - 前記レーザ処理システム(8)の調整は、センサ手段、特に屈折率判定手段およびトポグラフィ判定手段による前記第1のパラメータおよび前記第2のパラメータの決定の関数として行われ、前記決定は、前記改質を生成するときに行う、
請求項2または3の方法。 - 固体状物(1)から、少なくとも前記固体状物の一部分(6)、特に前記固体状物の一層を分離するための方法であって、
前記方法は、請求項1乃至6のいずれかの方法を少なくとも含み、
前記方法は、さらに、
改質の生成によって前記固体状物の一部分が分離されるように、前記固体状物(1)の中に多くの改質(2)を生成すること、または
前記固体状物(1)の上に受理層(26)を生成または配置すること、
を含み、ここで、前記受理層(26)は、ポリマー材料、特にポリジメチルシロキサン(PDMS)またはエラストマーまたはエポキシ樹脂若しくはそれらの化合物を備えるかまたはこれらからなり、前記ポリマー材料は、前記固体状物(1)内に亀裂進展ストレスを作り出すために、前記受理層(26)の熱処理によってガラス転移を受け、前記亀裂進展ストレスによって、前記亀裂誘導領域(4)に沿って前記固体状物(1)内で亀裂が進展する、
方法。 - 前記受理層(26)は、重量に関して少なくとも殆どおよび好ましくは完全に、ポリマー材料からなり、前記ポリマー材料のガラス転移は、−100℃と0℃の間で、特に−85℃と−10℃の間または80℃と−20℃の間または65℃と−40℃の間または60℃と−50℃の間で、起こり、
前記受理層(26)は、好ましくは高分子ハイブリッド材料からなり、前記高分子ハイブリッド材料は、高分子マトリクスを形成し、前記高分子マトリクスは、フィラーを含み、前記高分子マトリクスは、好ましくはポリジメチルシロキサンであり、かつ、前記高分子ハイブリッド材料内の前記高分子マトリクスの重量比は、80%乃至99%、特に好ましくは90%乃至99%である、
請求項7の方法。 - 固体状物(1)の中に改質(2)を生成する装置(30)であって、前記固体状物の一部分(6)、特に前記固体状物の一層を前記固体状物(1)から分離するための亀裂を誘導する亀裂誘導領域(4)が、前記改質(2)によって前記固体状物内に準備されるようにする装置であり、前記装置は、
少なくとも1つの固体状物(1)を受理し、動かす受理装置(18)と、
複数のレーザビーム(10)を相次いて発光するレーザ処理システム(8)であって、前記レーザビーム(10)を焦点合わせして前記固体状物(1)の中の焦点位置に改質(2)を生成するレーザ処理システム(8)と、
制御システム(14)と、
を備え、
前記制御システム(14)は、少なくとも1つの第1のパラメータについてのおよび第2のパラメータについてのデータを処理し、前記レーザ処理システム(8)の焦点合わせおよび/またはレーザエネルギーを、特に改質(2)毎に、前記データの関数として連続的に調整し、
1つのパラメータは、特に前記固体状物の内部における、特に前記固体状物の表面からある距離における、所定の位置でのまたは所定の領域における前記固体状物のドーピングの度合いであり、
前記ドーピングの度合いは、渦電流測定によって判定され、前記固体状物の材料における導電性の相違が判定される、
装置。 - 第1のパラメータは、定義された改質(2)を生成するためにレーザビーム(10)によって横切られるべき前記固体状物(1)の領域における、前記固体状物(1)の材料の平均屈折率または前記固体状物(1)の材料の屈折率であり、
第2のパラメータは、定義された改質(2)を生成するためにレーザビーム(10)によって横切られるべき前記固体状物(1)の領域における処理の深さであり、
ここで、前記固体状物の材料のドーピングの度合いである追加のまたは代替のパラメータは、後方散乱光の分析によって決定され、前記後方散乱光は、前記後方散乱光をトリガするために規定される入射光とは異なる波長または異なる波長領域を持ち、ここにおいて、ラマン機器が前記装置の一構成成分となり、前記ドーピングの度合いが前記ラマン機器によって決定され、1または複数のあるいは全てのパラメータが好ましくは共有の検出ヘッドによって、特に同時に検出される、
請求項9の装置。 - チルトパラメータを決定するために距離センサ装置(16)が設けられ、前記チルトパラメータは、前記レーザ処理システムに対する前記固体状物(1)の傾きを表し、前記距離センサ装置(16)は、距離データを出力し、前記距離データは、前記レーザ処理システム(8)を調整するために前記制御システム(14)によって処理される、
請求項9または10の装置。 - 前記受理装置(18)を動かすために駆動装置(22)が設けられ、前記制御システム(14)は、前記受理装置(18)の移動速度および/またはレーザの焦点および/またはレーザエネルギーを、フィードフォワード処理において処理されているパラメータの関数として、調整する、
請求項9または10の装置。
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