EMU concedido no projeto 2018/03474-7: máquina polidora mecânico-química

Resumo

As principais aplicações da máquina polidora químico mecânica (CMP) são a diminuição de rugosidades (polimento) e a planarização de superfícies. No contexto de fotônica e eletrônica integrada, a principal aplicação deste equipamento é na planarização de superfícies. Esta planarização é usada em diversos contextos como para preparar amostras para soldagem de pastilha de silício (wafer bonding) e para reduzir rugosidades na superfície superior de filmes finos. Por exemplo, a CMP tem sido recentemente usada para diminuir as rugosidades das superfícies inferior e superior de cavidades óticas de nitreto de silício. Isto é feito por meio do polimento das superfícies superior tanto do filme fino de nitreto quanto do substrato de óxido de silício sobre o qual o filme de nitreto de silício é depositado. Este tipo de procedimento foi crucial para quebrar a barreira de 10 milhões de fator de qualidade intrínseco em cavidades que nitreto de silício. O fator de qualidade intrínseco é uma medida das perdas por propagação e parte destas perdas ocorrem devido à rugosidade das superfícies superior e inferior. Estas perdas intrínsecas são um dos parâmetros mais importantes a serem otimizados no contexto das aplicações em ótica não-linear, pois determinam qual é a menor potência de limiar que é possível alcançar em uma cavidade ótica específica. No contexto da ótica quântica, e mais especificamente na preparação de estados comprimidos e emaranhados, a razão entre estas perdas internas e o acoplamento com o mundo externo (também chamada de fator de idealidade) determina o fator de compressão de ruído nos estados comprimidos e a quantidade de emaranhamento nos estados emaranhados. Em princípio, é possível obter fatores de qualidade intrínsecos da ordem de milhões sem o polimento das superfícies superior e inferior. Porém acima deste ponto, a rugosidade destas superfícies se torna o principal fator limitante. Tanto o nitreto de silício quanto o óxido de silício depositados no Centro de Componentes Semicondutores (CCS) tem uma rugosidade de superfície da ordem de nanômetros, o que pode ser melhorado usando a CMP por uma ordem de magnitude. A aquisição deste equipamento irá permitir que a qualidade ótica do nitreto de silício produzido no CCS se iguale aos obtidos nos grupos de pesquisa de excelência na área de fotônica integrada. Esta aquisição servirá como base para um salto na qualidade da produção científica e tecnológica baseada neste tipo de material e irá permitir a diversos grupos, na Unicamp e em instituições próximas, uma ampliação do escopo de suas respectivas pesquisas. (AU)