准分子激光电化学复合工艺中热-力效应研究

为了探寻准分子激光电化学刻蚀硅工艺中的热-力效应特性,采用功率密度大的248nm准分子激光聚焦照射浸在KOH溶液中的n-Si表面,实现了一种激光电化学复合刻蚀工艺.通过数值仿真与实验比较的方法,对该工艺的刻蚀速率进行了分析.研究结果表明,该复合工艺存在激光直接刻蚀、电化学刻蚀和激光与电化学耦合刻蚀等三种刻蚀作用;在耦合作用中,溶液中激光加工的热效应较小,光热效应导致的刻蚀小;而溶液中激光加工的力学效应对材料的刻蚀作用很大.通过对准分子激光与溶液中靶材相互作用过程的热-力效应分析,更深入地探讨了准分子激光电化学工艺的刻蚀机理.     

铁电材料激光刻蚀系统中的PID微机控制技术

国内外已研究的网格化技术包括离子束刻蚀和激光化学辅助刻蚀。由于铁电体材料不易减薄至20μm以下，而且像元中心距也在逐步减小，采用离子束刻蚀技术实施网格化很困难。因此，为实现热释电非制冷焦平面探测器的网格化，减小热串音，提高器件的空间分辨率，采用了一套基于PID微机控制技术的激光化学辅助刻蚀系统对铁电材料进行了网格化刻蚀，较好地解决了大列阵铁电材料探测器的网状技术这一难题。     

基于金刚石钝化散热的栅区微纳尺度刻蚀研究

片内热积累效应严重制约GaN器件向高功率密度应用发展,金刚石钝化散热结构的GaN器件热管控技术已成为目前研究重点,而金刚石栅区高精度刻蚀和控制是实现该热管理技术应用的关键工艺难点。因此,本文采用电感耦合等离子体（ICP）刻蚀技术,以氮化硅作为刻蚀掩膜,对纳米金刚石薄膜进行栅区微纳尺度刻蚀工艺研究,系统分析了刻蚀气体、组分占比、射频功率等工艺参数对刻蚀速率的影响。结果表明,ICP源功率与氧气流量对刻蚀速率有增强作用,Ar与CF₄的加入对刻蚀过程具有调控作用。最终提出了基于等离子体刻蚀技术的高精度微纳尺度金刚石钝化薄膜刻蚀方法,对金刚石集成GaN器件热管理和金刚石高精度刻蚀技术具有重要的指导意义。     

高温超导薄膜在激光辅助化学刻蚀中的表面特性

提出了将激光辅助化学刻蚀技术应用于钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜的刻蚀,研究了无掩膜YBCO薄膜激光化学刻蚀的表面特性及其变化规律,为YBCO激光化学刻蚀技术中图形形状控制、刻蚀时间选择和激光功率调节等提供了重要的实验结论.研究发现:在激光辐照下,YBCO薄膜的液相刻蚀速率大大加快,将极大改善刻蚀中的横向钻蚀情况,并提高图形边缘的侧壁陡峭度,且整个过程中的刻蚀速率呈现加快趋势;无掩膜时,YBCO表面刻蚀程度持续过渡,激光光斑边界两侧并非严格分界;衬底铝酸镧(LaAlO3)的晶向对YBCO薄膜的表面刻蚀特征有较大影响,沿LaAlO3晶向方向的刻蚀程度高于非晶向方向.     

激光刻蚀柔性薄膜太阳电池复合背反射层的研究

柔性聚酯膜衬底薄膜电池通过激光刻蚀等工艺形成集成串联,激光刻蚀柔性薄膜太阳电池复合背反射层(Ag/ZnO)是其中的重要工艺。首先对聚酰亚胺(PI)、Ag、ZnO材料的光学特性进行了分析,然后采用1 064nm脉冲激光与532nm脉冲激光分别对柔性薄膜太阳电池复合背反射层进行刻蚀研究。通过改变重复频率、激光功率、扫描速度和焦点位置等参数,分析了激光刻蚀物理机制,获得了好的刻蚀效果。结果表明,1 064nm纳秒脉冲激光更适合刻蚀柔性PI衬底复合背反射层Ag/ZnO,在激光功率860mW、刻蚀速度800mm/s和重复频率50kHz下,获得了底部平整、两侧无尖峰的刻线,刻线宽为32μm,满足柔性薄膜太阳电池集成串联组件的制备工艺要求。     

准分子激光快速诱导聚偏氟乙烯材料导电层的研究

采用KrF准分子激光直写刻蚀技术在聚偏氟乙烯(PVDF)材料表面引入刻蚀缺陷,利用刻蚀点缺陷和线缺陷的活性中心作用实现了聚偏氟乙烯表面导电层的快速制备。实验结果表明,通过激光刻蚀在该材料表面产生的刻蚀点或刻蚀线均可起到活性中心的作用,轻易地控制导电层的形成,降低了激光改性阈值,低阈值实现了导电层快速制备的目的。通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)及扫描电镜(SEM)观察,刻蚀缺陷边缘产生类导电层的二维规整网络微结构,为导电层的初期形式。激光刻蚀过程中的激光热交联反应及激光辐照交联反应的交替作用是聚偏氟乙烯导电层快速产生并大面积形成的主要原因。     

准分子激光直写二维图形加工

为了探索准分子激光脉冲直写加工的参数和工艺,建立准分子激光微加工系统和材料加工工艺,对二维加工过程中激光刻蚀效果与扫描速度和激光参数之间的关系进行了理论推导,分析表明最大扫描速度受激光光斑尺寸和重复频率的约束.以玻璃为实验靶材,在2.7×1mm2 范围内进行了二维图形刻蚀实验研究.结果显示,刻蚀对材料周围的热影响很小,刻蚀图形清洁而且清晰,通过控制扫描速度可以获得均匀的二维图形.     

准分子激光对Al,Au刻蚀的技术研究

本文报导了准分子激光对Al、Au等金属的直接刻蚀和诱导刻蚀技术,给出了刻蚀过程中激光能量密度、刻蚀速率及反应气体压力之间的关系,分析讨论了准分子激光对Al、Au的刻蚀机理和规律。     

157nm激光微加工过程中激光参量对刻蚀性能的影响

为了研究157nm激光工艺参量对刻蚀件能的影响,采用157nm深紫外激光对两种宽禁带材料(石英玻璃和蓝宝石)进行微刻蚀试验,得到了理想的工艺参量范围,蓝宝石的刻蚀速率大约是石英玻璃的一半,并且蓝宝石的刻蚀表面要比石英玻璃粗糙得多.随着刻蚀深度的增加,光解生成物的脱出变得困难,从而导致刻蚀速率的降低.选用较高的扫描速率和...     

铁镍合金在硝酸钠溶液中的激光化学刻蚀

利用氩离子激光,在较低的激光功率下,对铁镍合金(Ni=52％)在硝酸钠溶液中的激光化学刻蚀作了研究,给出了刻蚀速率与激光功率和溶液浓度之间的关系曲线,分析了刻蚀的机理。     

激光光刻技术的研究与发展

光刻技术作为制备半导体器件的关键技术之一将制约着半导体行业的发展和半导体器件的性能。随着半导体工业的发展,集成电路的特征尺寸越来越小,光刻技术将面临新的挑战。分析了激光光刻技术,包括投影式光刻和激光无掩膜光刻技术的研究现状,着重介绍了极紫外光刻(EUVL)作为下一代光刻技术的发展前景和技术难点、激光无掩膜光刻技术的发展,特别是激光近场扫描光刻、激光干涉光刻、激光非线性光刻等新技术的最新进展及其在高分辨率纳米加工领域的应用前景。     

光学光刻技术的研究进展

论述了相移法刻掩模技术和１９３ｎｍ准分子激光光刻技术的有关理论，实现方法，光学系统设计，透镜材料，光致抗蚀剂以及应用方面的研究进展。     

一种基于快速自动聚焦的相变光刻系统

为了获得亚衍射级别的光刻图形,设计了一种光、机、电一体化的相变光刻系统。利用脉冲延迟技术产生了分辨率为1ns、脉宽可调的数字信号,对激光器进行驱动以获得相应脉宽的激光脉冲,然后通过LabVIEW软件和单片机,使系统各部件与计算机之间进行通信,以实现系统的全自动光刻过程。以Ge2Sb2Te5薄膜为基材料,利用其光学性质提出了一种针对相变材料的快速自动聚焦方法,并最终在该相变光刻系统上成功地得到了线宽为0.69m的Ge2Sb2Te5晶化图形,该尺寸远小于激光聚焦光斑。结果表明,该方法具有精度高、易操作、实现成本低等优点,这对简易相变光刻系统的设计具有很好的指导意义。     

准分子激光光刻的发展状况

本文综述了准分子激光光刻的发展,着重讨论准分子激光光刻的优点及其在提高分辨率方面的进展,并讨论了今后的动向。     

高功率激光对光电器件的热-力破坏效应

热-力破坏效应是导致光电器件激光损伤的重要因素.以激光与材料相互作用机理为基础,建立了激光辐照光学材料、光电器件的热-力学模型,并对其温度场分布和热应力场分布进行了解析求解.在此基础之上,对激光对K9玻璃、类金刚石薄膜、胶合透镜和HgCdTe探测器的热-力破坏效应进行了数值分析和实验研究.     

工作波长193纳米投影光刻物镜研究设计

介绍工作波长为193nm的投影光刻物镜研究设计,对波长,数值孔径和分辨力的选择,光学结构型式的确定,以及材料和试制加工工艺的考虑,然后给出一个数值孔径NA＝0．62,光学结构为双远心的投影光刻物镜设计结果。     

激光窗口材料热应力分析研究

利用有限Hankel变换就常见的环形分布激光束情形,推导得到了激光束辐照透过窗口镜引起热传导温度场和热变形分布的理论解,通过分析白宝石、石英两种窗口材料的热变形分布,结果表明,材料的热膨胀系数和热扩散率分别是决定热变形量大小和空间分布的决定性因素.     

采用梯形棱镜波前分割的激光干涉光刻技术

光学光刻技术在微细加工和集成电路(IC)制造中一直是主流技术。随着IC集成度的提高,要求越来越高的光刻分辨力,但光学光刻的分辨极限受光刻物镜数值孔径(NA)和曝光波长(λ)的限制。激光干涉光刻技术具有高分辨、大视场、无畸变、长焦深等特点,其分辨极限为λ/4,在微细加工、大屏幕显示器、微电子和光电子器件、亚波长光栅、光子晶体和纳米图形制造等领域有广阔的应用前景。阐述了激光干涉光刻技术的基本原理。提出了一种采用梯形棱镜作为波前分割元件的激光干涉光刻方法。建立了相应的曝光系统,该系统可用于双光束、三光束、四光束和五光束等多光束和多曝光干涉光刻。给出了具有点尺寸约220nm的周期图形阵列的实验结果。     

Universal Patterning for 2D Van der Waals Materials via Direct Optical Lithography

Advanced patterning techniques are essential to pursue applications of 2D van der Waals (vdW) materials in electrical and optical devices. Here, the direct optical lithography (DOL) of vdW materials by single-pulse irradiation of high-power light through a photomask is reported. The DOL exhibits large-scale patterning with a sub-micrometer resolution and clean surface, which can be applied to various combinations of vdW materials and substrates. In addition, the thermal profile during DOL is investigated using the finite element method, and the ideal conditions of DOL according to the materials and substrates are determined.     

准分子激光刻蚀光纤布拉格光栅

准分子激光光刻是21世纪提高超大规模集成电路(VLSI)集成度的一项关键技术,而近年来基于准分子紫外光源制作光纤布拉格光栅元件(FBG)的技术日益成为国内外的研究热点。本文简述了准分子激光光刻的研究现状和光纤布拉格光栅的应用,详细介绍了利用紫外激光制作FBG的技术和相应准分子激光光源关键技术的发展。