Visualización de defectos estructurales en interfaces ocultas de dispositivos micro-optoelectrónicos mediante microscopía de generación de segundo armónico

La integración en chip de dispositivos micro-optoelectrónicos a través de procesos de fabricación avanzados impone una necesidad urgente de medios ópticos para visualizar defectos estructurales ocultos de manera no invasiva. Aquí, basado en un esquema físico, desarrollamos una técnica de imagen de generación de segundo armónico (SHG) óptica para visualizar directamente defectos estructurales en interfaces ocultas. Las dispersaciones ópticas interfaciales causadas por defectos estructurales debilitan tanto los campos fundamentales confinados en el microdispositivo como los campos reflejados de SHG del microdispositivo, lo que lleva a un alto contraste en la imagen de SHG. Aplicamos nuestra técnica a microdiscos flotantes de nitruro de galio (GaN)/nitruro de aluminio (AlN) fabricados por el proceso de micromecanizado, revelando la distribución espacial de escombros ocultos formados por un proceso de grabado húmedo incompleto, que se encuentran debajo de las superficies de los microdiscos. A través de mediciones comparativas, mostramos que tales escombros tienden a degradar aún más la calidad del grabado húmedo y causar tensión residual, lo que reducirá notablemente el rendimiento de luminescencia. Nuestros resultados proporcionan información sustancial sobre la visualización de defectos interfaciales ocultos en dispositivos micro-optoelectrónicos integrados en chip.